加载装置对轴系纵向振动试验影响分析及优化

陆上试验台是开展轴系设计及振动特性分析的重要平台,基于有限元法研究试验台推力加载装置刚度对轴系振动特性的影响,通过理论与试验相结合分析了液压推力加载装置的动态特性,进而提出低刚度气囊加载装置模型,开展结构设计和动态特性测试。最后,系统振动试验表明气囊加载装置可更真实的模拟螺旋桨静态载荷,避免了因刚度过大引起的附加约束问题。     

应用于空间大型光机结构中的黏滞液体阻尼器

针对大型光机结构的结构特性,为抑制宽频噪声对结构指向稳定度及精度的影响,设计了一种可以在全频段提供高阻尼低轴向刚度的液体阻尼器。首先,对液体阻尼器的参数设计理论进行了分析;其次,通过微振动一体化集成仿真分析了引入液体阻尼器对整机的影响,由分析结果可知,在内外框架之间安装阻尼器,可以达到抑制宽频噪声的目的,一般情况下光轴指向精度(Line of Sight)可以改善50%以上,同时对结构特性改变较小;最后,设计了测试系统,对阻尼器参数的特性进行了实验研究,可知该液体阻尼器的阻尼系数随频率升高降低,在低频时可以达到18 574 N·s/m, 300 Hz时阻尼系数在300 N·s/m以上,轴向刚度约为28 659 N/m,随频率变化基本保持不变。结果表明:试验测试结果与仿真结果相符,液体阻尼器的刚度及阻尼参数的设计都达到了技术要求,根据仿真与试验的分析验证了阻尼器对大型光机结构振动抑制的有效性。     

液压启闭机-弧形闸门耦合动力学仿真与抑振研究

针对液压启闭机-弧形闸门，为研究其振动传递并提出有效抑振措施。本文通过建立其三维实体模型，并建立其动力学方程，理论分析液压油的刚度阻尼特性，在Simpack中建立液压启闭机-弧形闸门耦合动力学仿真模型，并以液压系统为振动源，通过设置基座隔断阻尼器和闸门隔断阻尼器并进行参数优化来抑制振动传递，结果表明：基座隔断阻尼器和闸门隔断阻尼器能有效抑制振动的传递，并得到两阻尼器刚度与阻尼的优势区间，基座隔断阻尼器刚度为1×10⁴～1×10⁵ N/mm，阻尼为100～2 000 Ns/mm；闸门隔断阻尼器刚度为1×10⁴～5×10⁵ N/mm，阻尼为100～2 000 Ns/mm。     

滚动直线导轨副静刚度试验台设计

结合垂直载荷下导轨副静刚度理论分析和测试方法,设计了一种基于液压加载的滚动直线导轨副静刚度试验台。该试验台完成对导轨副静刚度性能指标测试。试验台的液压加载系统加载过程平稳,试验台整体结构刚度高。测量结果可靠,重复性高,为以后高刚度导轨副的设计制造提供试验依据。     

机械结合面法向接触刚度和阻尼的理论模型

基于统计接触理论和等效粗糙接触表面假设,考虑微凸体在加卸载及动态载荷下的变形特征,建立了结合面法向静、动态接触模型,获得了单位面积法向静、动态接触刚度与接触阻尼(基础特性参数)。基于Kadin和Etsion的粗糙表面弹塑性卸载接触模型,通过引入微凸体卸载过程中残余变形与最大变形量及最大接触载荷之间的函数关系,建立静态加卸载接触模型。针对结合面间简谐动态相对位移,利用泰勒公式对静态接触载荷和接触刚度进行展开,得出了动态接触载荷、接触刚度的增量以及动态接触载荷下的能量损耗,建立了法向动态接触刚度和接触阻尼的计算模型。分析了结合面面压、动态位移幅值及振动频率对动态接触刚度和接触阻尼的影响规律,研究表明:法向动态接触刚度相对静态接触刚度有微小偏移增量,动态接触刚度增量和接触阻尼随法向面压及动态位移幅值的增大而非线性增大,动态接触刚度增量随振动频率增加呈非线性增大,而接触阻尼则随振动频率增加呈非线性减小。通过理论计算与试验结果的对比分析,证明了本文建立的结合面法向静、动态接触刚度及接触阻尼理论模型的正确性。     

基于ISFD的滑动轴承转子系统不平衡振动抑制研究

由于高转速和大功率的需要，现有很多转子设备往往是基于滑动轴承设计的，因而由不平衡故障引起的振动成为影响这些设备安全运行的关键因素。为了探究整体式挤压油膜阻尼器(ISFD)对滑动轴承转子系统因不平衡故障产生振动的抑制效果，对安装有ISFD阻尼支承后的转子系统的不平衡振动响应进行了研究。首先，以实验室现有的转子试验台为基础，设计了安装有滑动轴承的ISFD阻尼支承结构，对ISFD的减振机理进行了介绍；然后，运用有限元方法，研究了ISFD弹性体的径向刚度特性；最后，搭建了单跨对称转子试验台，采用试验的方式，研究了该ISFD阻尼支承结构对转子不平衡振动的抑制效果。研究结果表明：在较宽的载荷范围内，ISFD弹性体的位移值与静载荷呈线性关系，具有优良的线性刚度特性；ISFD具有优良的阻尼特性，可以较好地抑制不同转速工况下滑动轴承转子系统的不平衡振动，在1 800 r/min的工况下，转子在x和y方向的振动降幅分别为38.4%和49.4%;ISFD阻尼支承可以有效抑制滑动轴承转子系统不平衡故障导致的工频振动，在1 600 r/min的工况下，转子在x和y方向的工频振动降幅分别为19.5%和29.4%,...     

疲劳振动试验台的模态与谐响应分析

通过建立疲劳振动试验台基础件的有限元模型,进行模态分析,由分析结果对试验台的结构进行了优化.在得到优化后模型固有特性的基础上进行了谐响应分析,得到试验台的固有特性和在不同载荷作用下的响应.通过在ANSYS中建立实体模型和划分网格,接着进行模态分析和谐响应分析.主要分析了加栽位置以及阻尼对系统位移响应的影响.通过计算结果分析,得出了一些有价值的结论,为进行疲劳振动测试的工程技术人员提供参考.     

基于LabVIEW的液压伺服测试系统研究

随着液压阻尼器在核电站、高层建筑和大跨度桥梁中的广泛应用,对其进行动态性能测试显得越来越重要.本文以实际需求为前提,根据阻尼器负载功率大,试验要求精度高等特点,采用液压伺服系统设计开发出一套液压阻尼器动态性能试验台.将虚拟仪器与液压伺服技术相结合,充分发挥各自的优势,完成了一系列的测控任务.考虑控制优化问题,建立了系统数学模型,研究了经典的PID控制和模糊控制算法,并将其运用到实际系统中对控制算法进行了仿真试验.     

液压振动台小量级振动超差分析及改进

动态特性是考察液压振动台系统的最关键因素，对振动试验结果的准确性影响巨大。针对实际液压振动台系统在试验过程中的小量级振动超差现象，分别从振动台结构特性和液压系统特性两方面进行研究分析和理论计算。在结构特性方面对液压振动台系统整体进行模态试验和分析，在液压系统特性方面提出增大液压系统阻尼的改进方法并进行试验验证。最终确认增大液压系统阻尼的方法可以消除液压振动台小量级振动超差问题，使液压振动台试验系统动态特性进一步得到改善。     

变阻尼气压比例伺服系统理论分析及其低速特性的实验研究

介绍了流体动力系统常用的提高阻尼比的方法，提出了可调液压阻尼器的变阻尼气压比例伺服系统，建立了该系统的数学模型，描述了系统阻尼比随液压流量压力系数变化的规律，分析了系统的主要性能参数对静动态特性的影响，以及系统的位置刚度和速度刚度因液压流量压力系数变化的规律，指出了系统阻尼比的变化会导致控制系统结构发生改变，系统的低速特性在合适的液压液量压力系数下会得到显著改善，实验结果证实了这一结论。     

双驱滚动支撑直线进给系统动态精度分析

机床运行过程中,其精度可靠性至关重要,这与运动结合部及其承受的载荷有着很大的关系。考虑到工作台的柔性化和进给系统运动结合面的刚度阻尼,建立了双驱动滚动支承直线进给系统动态仿真模型,发现结合面的特性比单部件的柔性化对系统动态误差影响更大。分析了在不同载荷下由于系统振动变形所产生的直线度误差范围和定位精度范围,发现系统受到载荷的频率大小对动态精度变化影响呈现非线性关系。     

推力轴承试验台异常振动故障诊断方法

针对某推力轴承试验台运行过程中的异常振动问题进行了故障诊断研究。首先,基于快速傅里叶变换方法(fast Fourier transformation,简称FFT),对实验台的异常振动信号及其特征进行了捕捉和提取;其次,从激振力、系统刚度、共振等因素对异常振动进行了专家系统故障诊断,结合有限元分析的计算结果表明,转频与试验台的动态特性发生耦合是诱发整个试验台共振的根本原因,基于此原因对试验台出现的3个异常振动特点进行了解释;最后,对试验台局部进行了优化,以避免共振发生,优化后的试验台整体动态特性可以有效避开转动频率,测试结果显示新试验台在运行工况范围内均不会出现较大的振动。     

某型阀综合试验台的振动分析与排除

溢流阀是液压系统共振的产生源之一,阻尼孔的刚度决定着阀的刚度,选择合适与否关系到阀及系统的共振是否会发生。结合某型阀综合试验台,分析了其产生振动的具体原因,并给出了消除振动的相关对策。     

考虑滑移流影响的新型弹性支承微型箔片动压气浮轴承的性能分析

针对新型弹性支承微型箔片动压轴承的弹性结构,提出了刚度预测模型,并搭载静态刚度测试试验台,验证了计算模型的正确性。通过耦合弹性结构刚度模型和考虑一阶滑移流的雷诺方程,研究了在滑移流影响下的轴承的静、动态特性。发现在定转速下,随着载荷的增加,滑移流对于轴承的偏心率和最小气膜厚度的影响逐渐增大;随着转速的增加轴承刚度逐渐增加,阻尼则逐渐减小;在滑移流影响下轴承刚度减小,阻尼增加。弹性支承结构的厚度和单元个数对于静动态结果影响明显。     

双簧液压阻尼器结构的动态减振特性研究

设计了一款集左右旋双弹簧与液压系统为一体的新型双簧液压阻尼器。通过建立2自由度阻尼器结构的试验模型,在随机振动环境试验条件下进行了结构减振特性频谱测试,经试验分析,得到了双簧液压阻尼器的动态减振特征曲线,为阻尼器结构的减振性能与力学特性研究提供有利的技术支撑。     

一种新型非线性阻尼器的设计及特性研究

提出一种利用搭扣带的分布式粘弹性单元结构特性设计阻尼器的新思路,并设计制作出尼龙搭扣阻尼器,分别通过载荷-位移特性试验和动态特性试验,获得尼龙搭扣阻尼器的载荷-位移特性曲线和幅频特性曲线.试验结果表明,尼龙搭扣阻尼器载荷-位移曲线呈显出明显的迟滞特性,能有效消耗振动能量而起到减振作用;用半功率带宽法得到阻尼器共振情况下的阻尼比.实验结果表明,该阻尼器的阻尼系数较大,体现尼龙搭扣阻尼器良好的阻尼特性及减振性能.根据阻尼器的非线性力学特性,建立这种粘弹性阻尼器的力学模型,对阻尼器迟滞恢复力模型的非线性参数进行识别,取得很好的识别精度.结果表明建立的力学模型能很好地反映阻尼器的动力学特性.     

基于电涡流阻尼的薄壁盘加工振动抑制

薄壁零件具有重量轻、相对强度高等优良特性,在航空航天等领域有着广泛应用;然而由于刚度小,薄壁工件在加工过程中容易发生变形和振动,导致产品难以满足尺寸精度和表面质量要求。为此,提出一种非接触式的电涡流阻尼器设计方法,旨在用于抑制加工过程中薄壁盘类工件的多模态振动。通过建立薄壁盘-电涡流阻尼器的耦合动力学模型,描述时空分布的系统惯量、刚度和阻尼;通过物理模型的模态降维和局部线性化,获得电涡流阻尼和薄壁盘振动位移的线性关系式。利用数值计算,分析电涡流在盘面分布的有效范围,揭示永磁铁的尺寸和位置对电涡流阻尼的影响规律,并提出永磁铁的优化布置方案,仿真分析薄壁盘-阻尼器的耦合动力学行为,为电涡流阻尼器的设计提供依据。最后,理论模型和仿真分析结果通过薄壁盘-阻尼器耦合的阶跃振动和车削加工试验验证;试验结果表明,电涡流阻尼器对薄壁盘振动有较好的抑制作用,在薄壁件加工减振应用中提供一种简单可行的有效方案。     

横切割头掘进机械振动特性研究

首次对大型采掘机械AM50掘进机进行了系统的振动特性研究和结构动态设计,包括振动测试、工作载荷谱测定、试验模态分析、动态特性分析及结构优化仿真等。该研究成果对AM50掘进机的结构优化修改及新机型的设计具有重要的参考价值。     

挠性转子变刚度阻尼支承系统振动主动控制(三) 转子超速试验台振动主动控制

根据在关于结构受迫振动的主动控制的研究中提出的振动主动控制规律,从理论上研究了应用最优控制规律和次优控制规律,对转子超速试验台进行变刚度阻尼支承振动主动控制的一些问题,分析建立了超速试验台变刚度阻尼支承振动主动控制模型。并通过计算机仿真,计算和确定了由振动主动控制规律所要求的转子超速试验台的结构参数。计算机仿真和实验结果表明,通过变刚度阻尼支承对转子超速试验台在不同的工况下进行振动主动控制是可行的,具有较好的抑振效果。     

基于波纹箔片刚度试验的气体箔片轴承动力学特性

为了研究波纹刚度特性以及其对箔片轴承动力学特性的影响,设计了波纹箔片刚度测试试验台。分别对两端固定和一端固定一端自由两种约束条件下的波纹箔片刚度进行了测试,并将试验结果与仿真结果进行了对比分析。最后基于轴承波纹结构刚度特性,利用小扰动法求解了轴承动力学特性系数,研究了波纹箔片刚度特性对轴承动力学特性系数的影响。结果表明：两端固定波纹箔片刚度较一端固定一端自由波纹箔片单位宽度刚度大5倍以上,并且随着波纹变形量的增加,两端固定约束使其波纹箔片刚度比一端固定一端自由波纹箔片更具有非线性,而刚度仿真结果并没有体现出非线性,只是模型中引入的结构摩擦因数使得刚度值随摩擦因数有所增大。最后轴承载荷增加会使得轴承刚度系数以及主阻尼增加,其他阻尼系数减小,并且鉴于波纹箔片刚度非线性的原因,采用刚度试验值计算得到的轴承动力学系数增加幅度要明显大于文献仿真模型。