频率及振幅对给料机充填率影响的模拟研究

为探究振动参数对给料机充填率的影响规律,以离散元法模拟并分析了不同频率及振幅作用时干熄焦振动给料机充填率的变化。结果表明:频率和振幅影响物料的输送速度和活跃性,进而影响给料机的充填率。频率在25~50 Hz、双振幅在3.0~5.0 mm范围内变化时,充填率随振动参数的增大而减小,给料过程顺畅;频率为25 Hz、振幅3.0 mm时,给料机中物料的充填率大于0.9,物料运动速度较小,出现堵料现象。以上分析为散体输送过程的研究及给料机振动参数的合理选用提供了有益的理论参考。     

基于EDEM的清选装置作业参数仿真研究

为了提高玉米清选过程的筛分效率,降低损失率,基于离散元方法,采用EDEM软件对玉米清选过程进行模拟仿真。简单介绍了玉米清选装置模型及工作机理,分析了筛分过程中的接触模型,并针对玉米清选装置作业参数(振幅、频率、振动方向角)对筛分效率的影响进行研究。结果表明:振幅为40 mm,频率为5hz,振动方向角为35°时,清选装置工作性能最佳。     

椭圆轨迹对超声波椭圆振动切削的影响

运用有限元仿真技术,从影响椭圆轨迹的参数入手,模拟了不同椭圆轨迹下TC4钛合金超声波椭圆振动切削过程,得到了不同椭圆轨迹下切削力和切削温度的变化曲线。经过对比分析,结果表明TC4钛合金超声波椭圆振动切削切削力、切削温度随相位差增大先减小后增大,切削力随切削方向、切屑流出方向振幅和振动频率的增大而减小,而切削温度随切削方向振幅增大而增大,随切屑流出方向振幅、振动频率增大而减小。     

基于ADAMS客车空气悬架振动特性仿真研究

通过试验获取了1T15M-2膜式空气弹簧在不同初始气压下的刚度特性曲线,以空气弹簧的刚度特性曲线为基础,在ADAMS环境下建立了1/4客车空气悬架的多体动力学仿真模型,仿真研究了激振频率与振幅、簧载质量对空气悬架振动特性的影响.仿真结果表明:在保持车身高度不变的前提下,簧载质量的变化对空气悬架固有频率影响不大;在低于共振区范围内,簧载质量的变化对车身加速度的影响不大,但当激振频率高于共振区后,车身加速度随簧载质量的增大而减小,激励振幅的增大对空气悬架位移传递率影响不大,车身加速度随激励振幅的增大而线性增大.     

运动环境响应对人的简单反应时的影响研究

人们在工作生活中常常处于振动环境条件下,不同的振动对人的生理、心理等会有不同程度的影响。对视觉目标水平振动对人的简单反应时的影响进行研究。文中采用人体反应时测试软件,通过构建视觉目标与人眼的相对振动环境,测试不同振动条件下人的视觉反应时,分析了简单反应时同振幅和频率等参数的关系,拟合出频率—反应时间、振幅—反应时间的函数关系。结果表明:振幅的增加会导致反应时间的增加;从振动频率看,在低频率范围反应时间随频率增加而增加,在高频范围内反应时间随频率的增加变化不大。的工作为振动环境下人机界面和工作空间的设计提供了依据。     

超声振动加工7075-T6铝合金应力场数值模拟

由于铝合金属于难加工材料,采用普通机械加工难以达到预期效果。采用超声振动加工方法车削7075-T6铝合金试件应力场的变化。仿真结果表明:在Y方向,超声振动频率在10k Hz时,振幅12μm切削区域等效应力最大,振幅10μm等效应力次之,振幅8μm等效应力最小。而频率为40k Hz时等效应力正好相反。随着振动频率增加,切削力先减小后增大;在X方向,当振幅分别为10μm、12μm时,随振动频率升高,试件加工区应力先减小后增大,而振幅为8μm时,应力逐渐增大。当频率超过40k Hz后,其工件表面的应力场不受振幅影响且均呈下降趋势。超声振动频率控制在20-40k Hz范围内,振幅对切削力影响最小。随着振幅的增加,切削力先减小后增加。超声振动加工方法能有效地改善铝合金加工性能。     

GMA非线性振动系统混沌特性研究

针对超磁致伸缩驱动器非线性振动系统的混沌特性问题,对该系统的响应随激励频率、激励力参数变化进行了研究。在分析GMA工作原理的基础上,建立了GMA非线性振动系统的数学模型,给出了该系统的振动方程;利用Matlab软件进行了数值仿真分析,通过求解GMA非线性振动系统的响应随激励频率、激励力参数变化分岔图,确定了该系统产生混沌时激励频率、激励力参数的取值范围;采用4阶Runge-Kutta法绘制了GMA非线性振动系统的位移时间历程图、相图、Poincaré映射图、幅值谱图;使用ADAMS软件对位移时间历程曲线进行了实验仿真验证对比。研究结果表明:GMA非线性振动系统具有混沌特性;通过对该系统的混沌特性研究,得到的结论为该系统的混沌特性应用提供了理论依据和技术支持。     

基于Matlab的电磁振动系统建模与仿真分析

针对振动摩擦焊接机在焊接过程中频率范围设定较困难的问题,对振动摩擦焊接机中电磁振动系统进行了研究,对有阻尼受迫振动系统的外激振力频率和固有频率之间的关系进行了归纳,提出了一种基于Matlab的电磁振动系统建模与仿真分析方法。建立了电磁振动系统的简化模型,基于Matlab分析了电磁振动系统的模型,利用振动摩擦焊接试验台,对所建立的电磁振动系统的振动频率、振幅以及电压之间关系进行了试验。研究结果表明:该电磁振动系统在共振点附近的振动能量最大,振幅最大约0.3 mm,对应的频率约227 Hz,为振动摩擦焊接机的频率设定提供了依据。     

高速双针平缝机振动与噪声分析

建立高速双针平缝机系统多体动力学模型,利用ADAMS动力学系统仿真软件对其振动响应进行研究,分析了振动系统参数在不同激励频率下对机身振幅和基础振幅的影响;研究成果为双针平缝机的进一步优化设计和减振隔振设计及降低噪声提供依据.     

基于Stribeck模型的自激系统分岔混沌特性研究

为了能够深入研究摩擦自激振动系统的振动-摩擦耦合动力学特性,建立基于Stribeck摩擦模型的质体 弹簧-带摩擦自激振动系统非线性动力学模型,利用数值仿真,研究自激振动系统在不同系统阻尼系数条件下,不同外部激励振幅和激励频率分别对自激振动系统分岔与混沌特性的影响。结果表明,当激励频率不变,无量纲激励振幅在0～1.5区间,系统持续准周期运动的时间随阻尼系数的增加而逐渐增长。振幅在10～11区间阻尼系数相对较小时,系统除倍周期分岔外还存在Hopf分岔;在阻尼系数相对较大时,系统为倍周期分岔。激励振幅不变,激励频率接近于派生系统固有频率时,为单周期同步振动;激励频率向大于派生系统固有频率方向变化时,为准周期运动;激励频率向小于派生系统固有频率方向变化时,为混沌运动。     

一维振动式滚磨光整贴壁式加工工艺实验研究

通过一维振动式贴壁加工实验,研究了频率、振幅、试件固定高度和固定方位对试件表面加工质量的影响规律.基于电动式振动试验系统,将6061铝合金块以不同高度嵌在橡胶衬垫里贴于垂直、平行于振动方向的自制振动容器内壁上进行加工实验.试件垂直于振动方向固定时,同一固定高度,频率(振幅)越高,试件表面粗糙度值下降越快,加工效果越好;试件平行于振动方向固定时,同一固定高度,频率越低反而加工效果越好.一定频率和振幅下,两个固定方位的试件表面粗糙度随固定高度变化规律趋于一致,但不同频率振幅下,变化规律差异大.结果表明,在相同条件下,垂直振动方向明显比平行振动方向加工效果好.垂直于振动方向固定试件主要受磨块碰撞和挤压作用,平行于振动方向主要受磨块滑擦作用.在一定范围内,频率(振幅)越大,越有利于试件的加工.     

新型振动筛松散机理

振动筛是工业中应用最广泛的筛分机械。提高振动筛的筛分性能关键在于筛分理论研究的突破。松散是筛分理论研究中一个重要部分。首次提出和探索振动形式为平动与摆动复合的新型振动筛。应用离散单元法(DEM)建立新型振动筛EDEM软件数值模型并仿真实验,定义松散特征量(松散系数、松散速率)做定量研究,建立振动参数(摆动角度、摆动频率、平动振幅、平动频率、振动方向角)与平均松散速率的数学模型。该结果为进一步研究筛分理论奠定了基础,为新型振动筛的开发提供了理论依据。     

高雷诺数下海底悬跨管道绕流数值模拟

海底悬跨管道所处工作环境恶劣,失效形式多样,涡激振动是导致其疲劳破坏的重要原因。为研究不同悬跨间隙比和海底流速对悬跨管道涡激振动强度的影响规律,利用Fluent软件进行了实管径高雷诺数下的二维绕流数值模拟,得到涡旋脱落形态,升力和阻力系数变化曲线。结果表明:海底悬跨管道的升力系数幅值和阻力系数均值随间隙比增大而减小,最后趋于稳定。在小间隙比情况下会出现因管道底部流速增大引起管道两侧升力极值不相等的现象;随海底流速的增加,升力系数幅值和阻力系数均值呈先增后减的趋势,规律与常规圆柱绕流一致;升力系数频率随速度增加而增大,受间隙比的影响较小。工程实际中,海底管道的铺设要尽量避免海流流速高和悬跨间距大的水域,对危险悬跨区段应设置涡激抑制装置。     

非线性振动理论在振动输送机中的研究与应用

在线性振动输送机的基础上，引入非线性振动理论，研究弹性力为连续变化的非线性硬特性线变节距弹簧在变载荷系统中的应用，实现系统刚度随载荷基本呈线性变化，使得系统振幅较线性振动输送机要稳定得多，可真正实现系统在近共振点附近运行，并可方便地利用调整弹簧预紧量的办法改变系统的工作点。     

盾构刀盘振动掘削动力学建模与仿真研究

研究主动振动激励对盾构刀盘掘削的推进力及扭矩的影响。在加振动激励影响下,刀具与土体接触状态变化和土体结构参数不稳定,实现了盾构刀盘振动掘削减阻的效果。在数值模型中,土壤失效采用Drucker-Prager破坏准则,利用LS-DYNA软件建立了刀盘掘削土壤有限元动力学模型。刀盘在推进和圆周旋转方向分别施加主动余弦激振,对掘进过程中的刀盘推进力及扭矩曲线做了数据分析。结果表明,在旋转方向施加主动振动,掘削阻力随振幅增加而减少,能耗随振幅增加而增加。在16组正交试验中推进力、扭矩、能耗均减少。单独在旋转方向施加21.2×10~(-3) rad振幅,15 Hz的余弦激励可以实现推进阻力减少24.4%,扭矩减少22.3%,能耗增加4.3%。同时在推进方向施加0.254 mm振幅,10 Hz振动频率和旋转方向6.36×10~(-3)rad以及20 Hz振动频率下,推进力减少1.3%,扭矩减少6.5%,能耗减少1.5%。     

换向激励式压电振动俘能器

为提高在低频、宽带、高强度及大振幅振动环境下的可靠性，提出一种换向激励式压电振动俘能器，它由拾振器和换能器组成。换能器的振动方向垂直于拾振器振动方向（环境振动方向），振动方向的转换通过磁力换向结构实现，换向结构使响应振幅不随外部激励的增加而一直增加，从而提高可靠性。建立了俘能器的动力学模型，通过数值仿真和实验获得了相关参数对其输出特性的影响。仿真和实验结果表明：激励频率小于20 Hz时，该两自由度系统存在两阶谐振频率使输出电压达到峰值，一阶为拾振器谐振频率，二阶为换能器谐振频率。随着拾振簧片长度和拾振质量的增加，一阶谐振频率升高，所对应的输出电压基本不变；二阶谐振频率基本不变，所对应的输出电压逐渐升高；工作频带变宽。当外部激励振幅达到阈值时，换能器的响应振幅被有效控制，输出电压不再随之增加，最佳负载电阻为540 kΩ，此时输出功率最大为0.4 mW。实际应用中可通过改变俘能器的结构参数调整谐振频率及输出电压，将响应振幅控制在安全区域内，以适应低频、宽带、高强度及大振幅的工作环境。     

椭圆振动辅助切削振动参数对加工SiCp/Al切削力的影响研究

为了研究椭圆振动辅助切削SiCp/Al复合材料的材料去除机理以及不同振动参数对切削力产生的影响,运用有限元分析软件ABAQUS建立二维平面的SiCp/Al复合材料切削模型,对比前人不同切削深度下测得切削力的实验数据验证模型正确性,进行椭圆振动辅助切削仿真研究。仿真结果表明,相位差为π/2时平均主切削力和吃刀抗力最小;随着振动频率的增大,平均主切削力和吃刀抗力都有着减小的趋势;X方向振幅对主切削力和吃刀抗力有着显著影响,X方向振幅增大,切削力减小;Y方向振幅增大,主切削力减小但吃刀抗力略有增大。     

大振幅电磁振动机械的优化设计

基于大振幅电磁振动机械的电磁分析结果,详细分析了电磁振动机械的结构参数,并以振动机械运行和制造成本最小为原则构建了目标函数,利用MATLAB软件对电磁振动机械在共振状态下的结构和运行参数进行了优化设计.     

双辊薄带振动铸轧机理及其仿真实验

针对双辊薄带铸轧过程存在的产品质量问题进行研究,设计制造了一套直径160mm×150mm振动式铸轧机。研究了振动对结晶形核及其铸态组织的影响,对比分析了振动与非振动条件下凝固区铸态组织分布及其生长规律。指出提高振动频率能够有效促进晶粒细化。同时,按工业化实验要求,利用CFD软件建立了熔池的三维流场-温度场耦合有限元仿真模型,仿真结果表明,增大振频和振幅均能强化铸轧熔池场的“搅拌”效果,进而促进晶粒细化、抑制偏析。通过仿真还发现,铸轧过程中,凝固点位置（即Kiss点高度）沿板宽方向分布不均所导致的纵向不均匀延伸,是诱发铸轧斜向裂纹的直接因素,并且Kiss点位置会随振频和振幅的增大而上移。     

面向振动颗粒康复仪按摩强度的模拟与分析

振动颗粒康复仪中,颗粒的运动特性影响康复效果,颗粒运动特性与康复仪的激振频率及颗粒层深度有关,为探究这些参数对按摩强度的影响,利用EDEM软件对康复仪按摩过程进行数值模拟。随着振动频率的增加,颗粒流对肢体模型的法向冲击按摩和切向摩擦按摩强度逐渐增大;随着颗粒层由浅到深,颗粒流对肢体的冲击按摩和摩擦按摩强度逐渐增大。募集志愿者参与试验并对康复仪按摩强度进行主观评价,得出结论与仿真一致。根据康复仪激振频率及颗粒层深度对颗粒流按摩特性的影响,为截肢患者选择合理的治疗方案。