基于桥梁断面压力分布统计特性的抑流板抑制涡振机理研究

通过测量大比例流线形扁平钢箱梁模型（１：２０）涡激共振时表面压力,研究典型钢箱梁常用设计断面涡激振动、静止、以及安装抑流板后涡激共振性能。综合对比分析三种工况模型表面压力系数均值、根方差、局部气动力与涡激气动力相关系数等时域统计特性;表面压力脉动的功率谱、局部测点气动力与总体断面气动力间的在模型竖弯频率处的相位谱和相干函数等频域统计特性。研究发现：竖弯涡激共振产生原因是流线模型上表面下游的气流再附区域强烈压力脉动以及箱梁下表面与总气动力具有较强相关性的压力脉动,整体断面各测点脉动压力具有相同的卓越频率。针对本项研究试验实例,抑流板措施减弱了箱梁中下游位置压力脉动的分布强度和作用时序的相关性,可以有效地抑制涡振。     

大型地下厂房结构振动反应分析

建立锦屏一级水电站地下厂房结构三维有限元动力分析模型,计算结构自振特性,并复核结构共振。通过模型水力脉动试验,获得锦屏一级水电站流道脉动压力荷载特性,用动力法分析厂房结构在机组振动荷载与水力脉动荷载作用下的振动反应,并据国内外有关规程规范对振动反应进行评价。研究结果表明,地下厂房结构与各种振源频率相差较大,不存在共振的可能性。地下厂房结构整体刚度较大,在机组振动荷载及水力脉动荷载作用下,振动位移、应力、速度均较小,满足有关规程要求。     

气动措施抑制桥梁涡振机理研究

通过表面测压方法研究了桥梁主梁基本断面、添加抑流板或导流板后断面的涡激共振特性;基于三种断面不同风速各测点压力时程,综合对比分析脉动压力系数均值、标准差、功率谱及局部与总体气动力相关性对涡振的影响,揭示了扭转涡振及气动措施抑振的机理。研究发现:扭转涡振的根本原因是上表面上游的分离使得中游和下游区域压力脉动非常强烈,各测点脉动压力具有相同卓越频率,且与总体气动力具有良好的相关性;抑流板改善了上表面流场分布,有效抑制了涡振;而导流板对上表面流场基本无影响,未能抑制涡振。     

转子系统振动的频率可靠性灵敏度分析

摘要：根据转子系统的固有频率与激振频率差的绝对值不超过规定值的关系准则,定义转子系统共振问题的可靠性模式和系统的可靠度,提出避免转子共振的频率可靠性分析方法,应用随机摄动技术、可靠性理论和灵敏度技术,对转子系统共振问题的可靠性灵敏度分析方法进行了研究,并通过数值算例验证了本文方法的有效性。     

电梯系统共振失效的灵敏度研究

以曳引式电梯为研究对象,考虑电梯曳引绳刚度具有时变特性,对电梯系统建立了8自由度耦合振动的动力学模型。在对系统进行模态分析的基础之上,以影响系统模态频率的动力参数作为随机变量,结合DOE试验方法与神经网络技术,得出系统随机变量与系统模态响应之间的显性函数关系式。依据动态结构系统的固有频率与激振频率差的的关系准则,定义了系统共振的失效模式,并对系统的随机变量进行了可靠性灵敏度分析。研究表明,绳头侧刚度和曳引机支撑刚度对频率共振影响最为明显,因此,在电梯系统设计中可以通过修改该动力参数达到有效降低共振的风险。同时,在实际工作中应该严格关注和监视该动力参数的变化,避免发生共振。     

风雨激振中拉索与水线耦合运动规律研究

在建立了水线运动与拉索振动相互耦合的三维连续弹性拉索风雨激振理论模型的基础上,通过振型分解,得到了以拉索各阶振型表示的拉索运动微分方程。利用该理论模型对实际拉索发生风雨激振时拉索和水线的运动规律进行了分析,结论表明:拉索风雨激振具有"限速"、"限幅"的特征;拉索的振动包含多阶拉索固有频率,拉索模态间相互耦合,并不断转化;水线沿拉索表面周向的运动具有一定的周期性,运动时程曲线并非呈正弦规律,其运动频率与拉索振动频率基本一致;水线沿拉索轴向分布不是一条直线,处于平均竖向气动力突降区的水线长度对拉索的振幅有较大的影响。     

大型立式电动机特定边界条件下的振动特性仿真与实验研究

考虑大型立式电动机的承载结构特点和机电耦合、电磁耦合作用,应用虚拟样机技术和有限元仿真软件,建立了某大型立式电动机的有限元模型,分析了电机振动变形和结构破坏的分布规律,确定了大型电动机结构变形与破坏的主要形式和部位。研究结果表明,单边磁拉力的不平衡作用是引起大型电机振动的重要激振源,当主波磁场产生的单边磁拉力的频率与电机某阶固有频率接近或者相同时,可能引起相关结构或者整机的强烈振动。同时,地脚螺栓的联接刚度对电机固有频率有较大影响,随着地脚螺栓数量的增加,电机的固有频率随之提高;当地脚螺栓失效时,会使得电机的固有频率降低,从而可能更加容易引起电机生产剧烈振动或者共振。     

基于新奇检测技术的桥梁涡激共振自动识别研究

大跨桥梁健康监测系统记录了多座桥梁主梁涡激共振事件,实测数据为涡激共振研究提供了资料,在线判别涡激共振也是实现涡振半主动控制的前提条件。针对如何从在线健康监测数据中自动识别涡激共振信号的问题,提出了应用基于BP神经网络的新奇检测技术进行涡激共振自动识别方法。根据主梁涡激共振和环境振动在各频段归一化功率谱能量分布特征存在显著差别的特征,以环境振动作为正常状态,建立基于神经网络的新奇检测技术模型。当发生涡激共振时,结构振动发生状态异常,识别出涡激共振。通过数值仿真对所提方法进行了验证,并采用该方法对西堠门大桥健康监测系统实测海量数据进行了涡激共振识别。研究结果表明:所提方法能有效自动识别出涡激共振信号。     

考虑流固耦合的弹性圆柱体涡激振动研究

利用CFX软件对质量比为7和3.24时圆柱体两向自由度涡激振动进行数值模拟,捕捉到了"锁定区"、"拍"和"相位开关"等现象,探讨了质量比对涡激振动的影响。最终通过研究表明:流固耦合在圆柱体涡激振动分析中应予以考虑;质量比为3.24时的锁定区范围、最大横向振幅以及达到锁定时的流速要比质量比为7时的大;质量比为7时顺流向频率一直为横向频率的2倍,但当质量比为3.24时,顺流向频率在较低约化速度(Ur≤4)下为横向频率的2倍,在较高约化速度下有两个值,一个为横向频率的2倍,另一个与横向频率接近。     

张紧器系统对顶张式立管固有频率的影响研究

采用Euler-Bernoulli梁模型建立立管的水平运动控制方程,并应用Galerkin方法化简求得立管的固有频率。考虑平台的升沉运动,对比了推导的张紧器详细模型和工程常用的简化模型下立管的固有频率。最后基于推导的详细模型,研究了张紧器结构参数对立管固有频率的影响。结果表明:立管固有频率受浮体升沉运动的影响,浮体升沉运动会改变立管的共振特性,引起立管共振点的迁移和转变;采用不同张紧器模型,立管固有频率存在差异,且该差异随着固有频率阶次的增大而增大;立管固有频率受张紧器结构参数的影响,在实际工程中应合理选择张紧器的参数大小,以避免发生参激共振和涡激共振。     

电磁力与射流流场中压力脉动作用下伺服阀力矩马达谐响应分析

为揭示伺服阀自激噪声的产生机理,该文对伺服阀力矩马达的振动特性进行研究。通过分析喷嘴挡板式电液伺服阀的工作原理,给出了衔铁组件的受力数学模型。建立了单自由度系统的谐响应分析数学模型,分析了谐振频率与系统固有频率的关系。采用ANSYS软件对电磁场和伺服阀内部流场作用下力矩马达的谐响应特性进行了分析,得出了力矩马达关键点处不同方向上的谐响应曲线,分析了其在0~4500Hz内的谐振规律。仿真结果表明,电磁场和流场的作用会激发力矩马达的高频振动,从而可能诱发高频自激噪声。     

液压冲击振动隔离问题探讨

通过分析液压系统产生流体冲击的原因,结合舰船液压系统阐述采用隔振技术隔离液压阀件冲击振动的设计思路.     

车内空调压缩机异响的控制实验

某车型空调开启后,发动机转速升至2 400 r/min附近时车内产生明显的异响声。试验排除了压缩机本体振动过大、压缩机振动经空调管路放大的可能性后,通过传递函数测试及发动机悬置支架模态测试,确定右悬置支架的一阶固有频率与压缩机在该工况下的工作频率耦合产生共振,是导致车内产生异响声的根本原因。通过改进支架结构提高其一阶固有频率,避开了常用转速下压缩机的工作频率范围。将改进后的悬置支架装车验证,结果表明车内异响得以明显改善。这种研究方法对改善同类汽车异响问题具有重要的实际意义。     

某水电站地面明钢管自振特性与减振研究

结合某水电站地面明钢管实际工程,采用有限单元法研究了管内脉动压力作用下明钢管斜直段后段采用垫层管形式对钢管振动的影响。结果表明:采用垫层管形式可分散明钢管低频段的各阶自振频率,并使铅直向与上下游方向上具有较高有效模态质量的自振频率得到提高。垫层管形式对低频脉动下明钢管斜直段具有明显的减振效果,但不利于高频脉动下的钢管抗振;在低频脉动压力作用下通过减小垫层管垫层包角到一定值可以进一步提高减振效果。     

某款压缩机啸叫引起车内异响的机理研究

针对某款车型在空调开启时车内产生异响的现象提出了解决和优化措施。通过试验证明了异响源为压缩机。通过理论仿真计算,发现该压缩机的转子-衔铁系统具有与异响频率相近的扭转模态频率,并且试验发现,发电机支架也具有与异响频率相近的结构自然模态频率。文章阐述了该车异响原因是由于上述二者模态频率相近,导致衔铁受到由皮带传来的发电机支架共振激励而产生扭转共振,进而引发车内压缩机排气噪声。结果表明,改进发电机支架和压缩机衔铁任意一处都能使压缩机啸叫和车内异响明显改善。     

基于噪声模板与互相关计算的涡街流量计抗强振动方法

根据涡街流量计在工作现场受强振动噪声干扰的情况,搭建振动实验平台,进行振动实验。对采集的数据进行功率谱分析和带宽特征分析,建立噪声模板,并量化描述噪声的带宽特性。进行噪声模板与传感器输出信号功率谱的互相关计算,提出利用噪声和涡街信号归一化互相关系数曲线进行噪声判别的抗强振动干扰的方法。对振动实验中采集的传感器数据进行处理,验证了该方法的有效性。     

350 MW超临界机组汽轮机汽流激振分析及处理

转子振动问题一直是危及机组安全运行的重要因素。分析某350 MW超临界机组出现的振动突增的异常现象,认为发生了汽流激振。在单阀方式运行下,通过调整凝汽器真空、润滑油温度及轴封供汽压力,抑制发生汽流激振的频率。同时,试验研究几种典型因素对于机组振动的影响,分析该机组发生汽流激振的原因。基于试验分析结论,提出切换至顺序阀运行的处理方案,确定合理的阀门开启顺序,优化汽门配汽曲线。最终有效地解决了该机组的汽流激振问题,保障了机组的安全稳定运行。     

π型开口截面斜拉桥弯扭耦合涡激共振及气动减振措施研究

针对某大跨径π型叠合梁斜拉桥的气动性能,利用刚性节段模型针对其成桥状态展开了系统的风洞试验研究.试验结果表明,该桥主梁在设计风速范围内存在明显的竖弯及扭转耦合涡激共振现象,即使将竖弯以及扭转阻尼比提高到1％左右,仍然存在明显的涡激共振现象并且振幅超过规范限值.频谱分析表明,该桥主梁断面的竖弯和扭转耦合涡激共振的频率是一...     

汽车空调旋叶式压缩机排气阀片的振动特性

排气阀片是汽车空调旋叶式压缩机中的关键零件,是压缩机主要振动噪声源之一。通过对排气阀片结构运动分析,建立了阀片振动的数学模型,并求解了压缩机排气阀片的固有频率及强迫振动。利用UG NX Nastran模态计算,确定了排气阀片的固有频率和振型。测试结果证明,压缩机的外壳振动总加速度、噪声和排气脉动都低于美国通用汽车公司“GMW标准”的规定上限,证明排气阀片工作的工作状态是可靠的。但研究结果表明,阀片振动的极限位移同限位板高度比较接近,因此,提高限位板的高度或者限制阀片的振幅以进一步控制系统的排气脉动和噪声仍然具有一定的空间。分析结果对排气阀片乃至压缩机整体的振动分析与控制以及故障诊断具有参考价值。     

纤维增强复合薄板非线性内共振表征测试方法研究

提出了基于整数倍协调法的纤维增强复合薄板非线性内共振的表征测试方法。首先,为使复合薄板的前两阶固有频率呈现1:2、1:3等整数倍关系,基于该方法推导出复合薄板内共振固有频率的显示表达式,预先确定符合内共振形成条件的尺寸参数。然后,阐述了纤维增强复合薄板非线性内共振的表征测试原理,并总结概括出一套合理、规范的测试流程。最后,以TC300碳纤维/树脂基复合薄板作为研究对象,并对其1:2内共振现象进行了表征测试研究。结果表明,当以第二阶固有频率进行激励时,可发现该类型复合薄板1:2内共振的非线性振动能量传递行为。但随着激励幅度的增加,其低阶固有频率处的共振幅值相对于高阶固有频率处的共振幅值在逐渐减小,即内共振现象在逐渐减弱,其振动形态逐渐变为单倍周期运动。