称量传感器标定装置机架谐响应分析

目的解决称量传感器标定装置机架在工作中受到砝码冲击载荷和电机振动时,机架与电机连接部位被频繁破坏的问题。方法采用有限元分析技术,结合三维设计软件Pro/E对机架进行了建模,基于模态和谐响应分析理论,运用有限元分析软件Ansys Workbench对机架进行谐响应分析。结果得到外界载荷频率与机架各部位应力、变形、应变之间的关系,确定称量传感器标定装置机架危险频率范围为70.467 Hz和77.92 Hz,即固有模态阶数的第4阶和第6阶模态。结论通过谐响应分析,得出了机架发生共振时可能产生的最大振动幅值,为称量传感器在实际工作中如何避免共振提供一定的理论参考。     

基于真实载荷的托架瞬态分析及优化

目的 研究托架在称量传感器标定过程中的应力、变形情况。方法 采用有限元分析技术对称量传感器标定过程进行仿真模拟,研究托架在称量传感器标定过程中的应力、变形情况,并对有限元分析结果进行验证。结果 通过对仿真结果分析发现了称量传感器标定装置托架应力集中部位。结论 优化设计时对应力集中部位进行了圆角化,使得托架强度和刚度得到了较大的提高。     

基于Ansys Workbench对卸料装置的动态性能分析与优化

目的研究振动电机的激励对卸料装置在满载工况下卸料时产生的影响,并对卸料装置振动特性进行优化。方法采用Solid Works对卸料装置建模,运用Ansys Workbench软件分析其前8阶固有频率和模态振型,找到其结构薄弱区,对比分析外部激振频率与卸料装置固有频率是否共振,以卸料装置薄弱区为参考,来优化振动电机的安装位置。结果由模态分析得,卸料装置第7阶固有频率在共振区内,可能会导致卸料装置共振;结合谐响应分析确定了卸料装置第1,4,5阶固有频率附近的振幅位移最大,同时得出振动电机在E,F,G处安装位置下,卸料装置响应构件的最大振幅位移分别为1.8,1.86,1.9 mm。结论通过综合分析得出,在卸料装置上施加外界激振频率时应避开16 Hz和33 Hz,同时可知振动源安装在F处最优,为卸料装置在实际设计和制造过程中提供必要的依据。     

基于流固耦合的T型管振动特性分析

针对由流体引发的T型管振动问题,采用基于双向流固耦合的模态分析方法,对流体作用下的T型管模态进行分析;在双向流固耦合基础上分析流体压强,流体速度和流体密度对管道固有频率的影响;通过分析管道在流体作用下的应力和变形情况,对T型管振动剧烈的结合部位进行谐响应分析。研究表明:基于双向流固耦合的模态分析可以较确切地反映内部流体作用下的管道模态;在各因素中,流体压强对管道固有频率影响是最大的;当激励频率为第2阶(800 Hz)和第8阶(1 060 Hz)固有频率时,管道的振动响应分别达到峰值。     

蔬菜纸面膜成型机滚切装置机架模态分析

目的研究滚切成型装置机架的动态特性,为分析和评价蔬菜纸面膜成型机的工作性能提供理论依据。方法通过Unigraphics NX建立滚切成型装置机架的实体模型,然后导入Ansys Workbench进行模态分析,提取并分析前6阶固有频率与振型变化。结果滚切装置机架的最小固有频率为334.74 Hz,机架最大变形发生在第4阶振型右支撑板前梁的中间部分。结论滚切成型装置机架的激振频率远小于最小固有频率,不会产生共振与严重噪声。     

高速列车明线交会流致振动耦合响应分析

为探究高速列车在流致振动作用下会车压力波对车内气压的影响机理,针对某线路试验高速动车组采用多重等效方法建立有限元车厢、流场以及耦合系统模型,并进行耦合系统模态分析;通过列车交会侧传感器实测会车压力波信号,对车厢耦合系统进行气压冲击加载,分析车内流致振动耦合响应情况;将线路实测车内气压数据运用经验模态分解方法自适应分解,获取各本征模态层,并与流致振动响应数据进行对比分析。结果表明,车体振动位移的频率分布与加载的会车压力波频率相吻合;车内气压级在6.1 Hz、14.67 Hz处较大,分别与耦合系统的第一阶非刚性模态频率与结构的第一阶模态频率相吻合;同时验证会车压力波在车厢流致振动耦合模型下对车内气压影响机理分析的正确性。     

基于多普勒激光测振仪的Ⅲ型弯张换能器振动模态分析

为了测量和验证Ⅲ型弯张换能器在工作状态时辐射面的振动情况,采用多普勒激光测振仪对Ⅲ型弯张换能器的振动模态进行了测量,并与有限元软件仿真结果进行了对比。测量得到换能器壳体的一阶振动模态的谐振频率为1729 Hz,换能器一阶振动模态的谐振频率为2 065 Hz,与有限元模态仿真结果吻合较好。研究结果表明,多普勒激光测振仪能较好地对换能器的振动模态进行测量,可用于换能器的辅助设计。     

通过PVDF传感器测量振动板结构的声辐射模态伴随系数

基于声辐射模态理论进行ASAC控制系统中的一个重要内容就是获得声辐射模态伴随系数。以简支板为例,设计了一种新的PVDF(POLYVINYLIDENE FLUORIDE聚偏氟乙烯)压电传感器,用来测量板的前3阶声辐射模态伴随系数。由仿真计算结果表明,在中低频率,测量第一阶声辐射模态伴随系数时,只需要在板布置两条PVDF传感器即可;测量第二、三阶声辐射模态伴随系数时,可在板上布置多条传感器能得到比较精确的结果。同时PVDF传感器测量的结果与理论相符,说明这种新型PVDF压电传感器的设计是可行的。     

预应力作用下的薄壁二极铁真空室模态分析

真空室受到外界激励时会产生振动,当外界激励频率接近真空室的固有频率时就会产生共振。真空室作为束流运行的场所,如果发生共振不但会影响真空系统的气密性还可能会引起结构的损伤破坏。本文结合薄壁二极铁真空室的实际使用工况,采用有限元软件分析了二极铁真空室的自由振动模态及预应力作用下的模态,得出了在自由振动情况下结构的前6阶模态固有频率基本为0,属于刚体模态,在预应力作用下结构前6阶模态固有频率在400-720 Hz范围内,并且第1和第2阶模态为整体模态,其模态特征主要集中在结构中间的薄壁和加强筋上,第3-6阶模态为局部模态,其模态特征主要集中在结构侧面的加强筋上。     

高速列车车体抖振现象研究

针对某高速列车在运行时出现的异常抖振现象,实际测试该高速列车车体异常抖振加速度信号,将其时频特征、Sperling平稳性指标与非异常抖振加速度信号进行对比,分析发现,抖振时车体地板横向加速度信号呈现低频谐波特征,主频在10 Hz附近,Sperling指标超过"合格"限值。基于工作模态分析(OMA)并结合工作变形分析(ODS)结果识别车辆各阶模态对抖振变形的贡献量。结果表明,模态频率为9.461 Hz处的车辆模态对抖振变形贡献量最大,振型表现为车体和构架的同向蛇行运动。测试抖振车辆轴箱加速度信号和传递函数,发现轴箱受到的冲击存在时延,抖振加速度信号频率在10 Hz附近的相干性总体上优于平稳加速度信号。得出结论:轮轨接触不匹配引入的激励通过车辆悬挂系统向上传递,激起9.461 Hz处的车辆模态振动,发生抖振现象。     

传感器比较式电子计价秤校准装置的研制

贸易结算用电子计价秤是国家必须强制检定的工作计量器具,但使用中检验项目繁多,人工操作效率低.针对这一问题,提出了一种利用高精度称重传感器作为检定标准器替代标准砝码实现电子计价秤使用中检验的方法,并研制了一套传感器比较式电子计价秤校准装置.该装置利用直线步进电机闭环控制技术产生精密重力,由高精度电路进行信号采集处理,具有显示和通讯功能.实验表明,传感器线性度为0.023%,分辨力为0.001kg,回程误差为0.002kg.装置在0～30kg称量区间最大示值误差为0.003kg,校准点20kg处扩展不确定度为0.0047kg,满足电子计价秤使用中检验的不确定度要求.     

称量传感器蠕变误差检测装置设计

目的为了提高现有称量传感器蠕变误差检测的检测效率和自动化程度,设计一种具有自动化砝码加载和卸载,以及数据采集、处理和存储功能的新型称量传感器蠕变误差检测装置。方法利用有限元分析技术来对称量传感器蠕变误差检测装置机架进行静力学分析,从而验证称量传感器蠕变误差检测装置设计的合理性。结果根据分析结果可以看出,称量传感器误差检测装置主要组成装置机架的最大应力为29.44 MPa,小于机架材料的屈服强度,进一步验证了该检测装置结构设计合理。结论通过该装置可实现更准确的蠕变误差检测,提高了公司及生产厂家的自动化管理水平。     

卫生香包装振动上料装置研究

为实现卫生香六边形截面包装的自动上料,研究了一种新型的振动上料装置。该装置采用电磁铁为驱动元件,建立模块化单元。采用离散的PID 控制系统控制,通过调节电压值、频率值实现振动上料的振幅变化。实验结果表明,当激振力幅为258 N, 频率为65 Hz 时,振动上料装置的动态性能最优。研究的装置能完成物料器中杂乱堆放的卫生香规律分离后定量、定时、定向排列振动上料,可应用于卫生香自动包装生产线。     

石英挠性加速度计在超低频振动国家基准研制中的应用研究

介绍了超低频振动国家基准装置。采用改进型石英挠性加速度计SA704和研发的适配器MSA-I组成的振动套组,作为超低频振动台负反馈控制的拾振器和装置性能测试的标准器,有效地降低了振动台台面输出加速度波形的失真度,抑制了环境振动的影响,实现了0.002 Hz以上加速度失真度小于1%;解决了1 Hz以下超低频段无测量传感器的问题。该套组可作为低频和超低频振动基标准装置量值传递的标准器和核查标准。     

Novel concept of a single-mass adaptively controlled triaxial angular rate sensor

This paper presents a novel concept for an adaptively controlled triaxial angular rate (AR) sensor device that is able to detect rotation in three orthogonal axes, using a single vibrating mass. Pedestrian navigation is presented as an example demonstrating the suitability of the proposed device to the requirements of emerging applications. The adaptive controller performs various functions. It updates estimates of all stiffness error, damping and input rotation parameters in real time, removing the need for any offline calibration stages. The parameter estimates are used in feedforward control to cancel out their otherwise erroneous effects, including zero-rate output. The controller also drives the mass along a controlled oscillation trajectory, removing the need for additional drive control. Finally, the output of the device is simply an estimate of input rotation, removing the need for additional demodulation normally used for vibratory AR sensors. To enable all unknown parameter estimates to converge to their true values, the necessary model trajectory is shown to be a three-dimensional Lissajous pattern. A modified trajectory algorithm is presented that aims to reduce errors due to discretization of the continuous time system. Simulation results are presented to verify the operation of the adaptive controller. A finite-element modal analysis of a preliminary structural design is presented. It shows a micro electro mechanical systems realizable design having modal shapes and frequencies suitable for implementing the presented adaptive controller.     

汽车万向传动装置动态特性仿真分析

在Pro/E软件中建立万向传动装置的三维模型,并基于ADAMS软件和ANSYS软件进行动态特性仿真分析.采用理论计算和运动仿真相结合的方法,得到了十字轴万向节输出轴角加速度和角速度曲线,并对中间传动轴进行模态分析,得到了相应振型和固有频率.仿真结果表明:运动仿真曲线与理论分析基本一致,模态求解数据与试验数据相符;模型构建合理,仿真结果可靠;动态特性仿真可简化机械产品设计过程,为进一步优化万向传动装置结构提供指导.     

基于任意波形发生器的高压短路试验测量系统校准方法和装置的研究

提出了一种将标准短路试验波形注入多通道任意波形发生器,来产生模拟实际的校准波形,进而对测量系统进行校准的方法。校准装置使用现场可编程门阵列(FPGA)、直接数字频率合成器(DDS)等器件。对装置的检定结果表明:在10 Hz^200 kHz频率范围内,输出频率、输出电压最大误差分别为2.1×10^-6、3×10^-3。重复输出10次,输出幅值的最大相对标准偏差为5.7×10^-4,1年内幅值变化的最大相对标准偏差为1.9×10^-4。通过将该装置用于实际高压短路试验测试系统的校准,验证了试验波形的噪声、零漂及带宽均会对测量系统的准确度产生显著影响。