Efficiency of the vibroprotective system with two-mass pendulum damper

We study forced oscillations of a vibroprotective mechanical system of solid bodies including a pendulum damper in the form of a dumbbell and a load-carrying body subjected to the action of external harmonic excitations. The dynamic equations of simultaneous motion of the elements of the analyzed vibroprotective system are deduced and the vibroprotective effects realized by applying the damper are investigated. __________ Translated from Problemy Prochnosti, No. 5, pp. 121–131, September–October, 2007.     

Analytic Determination of the Amplitude-Frequency Characteristic of a Nonlinear Vibroprotective System with Roller Damper

We consider the dynamic behavior of a nonlinear vibroprotective system with roller damper of low-frequency oscillations. By using the Ritz averaging method, we deduce the equation of the amplitude-frequency characteristic of the nonlinear system. A new graphic method is proposed for the determination of the parameters of adjustment of the roller damper.__________Translated from Problemy Prochnosti, No. 2, pp. 136 – 150, March – April, 2005.     

滚轴式金属屈服耗能阻尼器数值模拟研究

桥梁用阻尼器通常吨位和变形需求巨大, 普通金属屈服耗能阻尼器难以满足其性能要求. 为此该文提出一种新型的滚轴式金属屈服耗能阻尼器, 并对其进行数值模拟研究. 该阻尼器由一块平直耗能钢板及一组可转动辊轴组成, 耗能钢板在辊轴之间穿过, 受辊轴挤压产生塑性变形, 从而耗散地震能量. 该文采用在大型通用有限元软件ABAQUS建立了滚轴阻尼器的模型, 通过该模型研究了辊轴个数以及辊轴间隙对阻尼器耗能性能的影响. 分析结果表明:该阻尼器耗能性能受辊轴间隙和辊轴个数控制, 通过合理的设计可以保证滚轴式金属屈服耗能阻尼器具备优良的变形能力和耗能能力. 该文还提出了该阻尼器的恢复力计算公式, 结合有限元仿真结果对计算公式进行了修正.     

新型钢滚轴及混合隔震结构地震模拟振动台试验研究

针对一种新型钢滚轴隔震支座进行研究,分别设计制作了一组钢滚轴隔震支座和一组摩擦摆隔震支座,并完成了某两层钢框架的固结、纯滚轴隔震、滚轴+MR被动阻尼器混合隔震和摩擦摆隔震模型的振动台试验。研究了各模型在地震加速度峰值为0.10 g、0.20 g的3条地震波作用下的结构响应,试验结果表明:新型钢滚轴隔震支座的隔震效果优于摩擦摆隔震支座,纯滚轴隔震模型和滚轴+MR被动阻尼器的混合隔震模型均可降低结构加速度反应56.1%～80.8%,且合理的优化混合阻尼隔震体系的阻尼值可使隔震效果更佳。同时,采用MR阻尼器的混合隔震模型较纯滚轴隔震模型可降低隔震层位移反应58.7%～87.4%,且随着阻尼值的增大其控制效果更好。因此,将新型钢滚轴隔震支座与阻尼装置配套使用的方法有效可行,在充分发挥滚轴隔震支座隔震效果的同时避免了结构隔震层位移过大的问题。     

Sandwich Panel Design Using Aluminum Alloy Foam

Metal foams may replace polymer foams in applications where multi‐functionality is important. For example it acts as a structural component in a sandwich panel but also as a cooling system or acoustic damper. Associated with sandwich panel geometry and change in loading one observes three failure modes: face sheet yield, core shearing and indentation under the loading roller.     

人群简化模型与人行桥TMD参数设计研究

用两段连续弹性杆模拟静立人体,建立人群-人行桥-调谐质量阻尼器(TMD)振动系统。将静立人群简化建模为单个的广义人体,研究广义人体-人行桥-调谐质量阻尼器振动系统的动力特性及TMD参数设计。运用最小二乘原理确定广义人体的相关参数,通过与已有的实验数据对比,验证了将静立人群简化为广义人体模型的正确性。以均方根加速度作为人体舒适度的优化准则,分析了人行桥TMD的最优频率比和最优阻尼比。         

新型缓冲阻尼器设计及其冲击响应特性研究

针对强冲击环境下设备防护问题,提出一种新型缓冲阻尼器。该阻尼器依据环形间隙阻尼系数计算公式,以双出杆阻尼器为改进基础并利用弹性力与阻尼力相位差原理而设计。通过单自由度数学模型计算分析了新型缓冲阻尼结构的冲击响应与自身特性。结果表明,相比于双出杆流体阻尼器,该阻尼器在保证不增加绝对加速度与相对位移幅值的前提下,可有效降低残余响应,被隔离体复位时间缩短48%。在特性分析中,相比双出杆流体阻尼器,新型阻尼器耗能增加了28%,两者阻尼力最大相差470 N。根据正、负双波试验的结果,说明了数值仿真可以较为准确地描述新型缓冲阻尼器在冲击下的响应特性,同时,也验证了该缓冲器具有较好的抗冲减振能力。     

基于磁流变阻尼器的高速机车横向半主动振动控制研究

摘 要：在分析磁流变阻尼器Bouc_Wen立方修正模型及高速机车振动特点基础上,提出应用磁流变阻尼器进行机车振动控制,建立了基于磁流变阻尼器的17自由度高速机车横向半主动模型。针对模型的非线性特征,在简单模糊控制规则基础上,提出根据控制效果实时修正磁流变阻尼器输入参数的自适应模糊控制策略。在MatLab环境中进行仿真,结果表明：与被动控制、简单模糊控制相比,自适应模糊控制能有效衰减机车横向振动;在低频阶段,尤其是对乘坐舒适度影响大的5~8HZ范围内能显著提高高速机车的平稳性和乘坐舒适性。     

轧辊断裂原因分析

某轧辊直径由840mm减少到780mm时发生断裂,未达到其正常使用寿命,采用化学成分分析、断口分析、金相检验以及硬度检测等方法对轧辊断裂原因进行了分析。结果表明：轧辊辊颈与辊身交界处的表面存在微裂纹是导致其发生断裂的根本原因;由于套密封环时操件不当使得该处的表层显微组织发生淬火,形成薄且脆的淬火组织,加之该处为应力集中处,从而导致该处产生微裂纹;已经形成的微裂纹在轧辊工作时所承受压力和扭转力的作用下,由于应力集中裂纹尖端不断向轧辊中心扩展,当裂纹达到一定深度后,辊颈处无法承受外力的作用时便会发生瞬间失稳扩展,导致轧辊断裂。     

基于有限元法的CTP成像滚筒及版材的数值仿真

利用有限元分析软件ANSYS建立CTP成像滚筒的几何模型与有限元模型,选择接触单元模拟版材和滚筒表面之间的关系,以滚筒本体、滚筒与版材组合以及对滚筒内部吸真空的3种组合下进行有限元静力分析,获得滚筒自身变形对版材影响的大小,以及滚筒内抽吸真空对版材和滚筒变形的影响。结果表明,3种情况下滚筒和版材的最大变形量及位置均有所不同。其中,吸真空组合分析说明,版材在与滚筒表面密合状态下变形情况随从滚筒,滚筒表面的导槽对版材变形会产生一定影响,真实反映了工作状态,研究结果可以为CTP成像滚筒的设计与优化提供理论依据。     

子结构法分析圆柱-圆板减振器及计算机模拟

本文提出用子结构法分析一种连续体减振器———圆柱 圆板减振器 ,以保证理论结果和实际情况的一致 ,仿真结果表明 :这种新形式的减振器可以达到很好的减振效果。同时 ,在改进减振效果时 ,本文提出以减振器吸收能量最大为改进目标 ,以达到同时降低结构多阶振动的目的。     

μ MOGA在可控减振器阻尼优化设计中的应用

采用微型多目标遗传算法μ MOGA进行可控减振器阻尼值的优化,选取前后悬架的阻尼参数作为优化变量,将车身振动加速度、悬架动行程及轮胎动位移均方根值作为优化目标,同时考虑悬架系统在不同的载荷、车速及路面等级条件下的特性,对可控减振器的三档阻尼值进行优化设计。根据优化结果,最终确定可控减振器“软/中/硬”三档阻尼值。各种悬架仿真测试证明该算法是一种高效率的多目标全局优化方法。     

YB95包装机拉带防跳辊轮的设计

目的 解决YB95条包透明纸包装机运行过程中拉带经常从输送辊轮槽内跳出,偏离正常位置,引发拉带错位质量事故的问题。方法 经过分析研究,设计制作一个由内、外轮体和防跳杆等部件组成的辊轮,有效阻止拉带跳出辊轮槽,防止拉带错位质量事故的发生。结果 防跳辊轮制作安装完成后,经过6个月测试,设备运行安全、稳定,因拉带跳槽引发的拉带错位条包数量降为0条,杜绝了拉带错位质量事故。结论 拉带防跳辊轮能有效阻止拉带跳出辊轮槽,杜绝了拉带错位质量事故,有效保障了产品质量。同时降低了原辅材消耗,减少了操作工工作量,提高了设备稳定性。拉带防跳辊轮还适用于其他烟草机械设备拉带的输送,适用范围广泛。     

Failure analysis of an automobile damper spring tower

The cause of a passenger car’s damper spring tower early failure is investigated in this paper. Inspection of the road surface, tire inflation pressure, suspension, and service load are firstly done in order to determine the further test procedures and analysis methods. The static stress of the spring tower caused by the body weight is calculated by finite element model. Public road tests with an equipped car are carried out to simulate the real usage by the customers. With the measured strain signals of different test conditions and local strain–life method, fatigue life prediction is made. The calculated fatigue life coincides with the actual failure mileage, and it turns out that the broken spring damper causes the early failure of the spring tower. It is suggested that more emphasis should be taken on the durability design and test of the spring damper.     

紊流滑动轴承油膜承载力的近似解

随着旋转机械向高转速、大功率方向发展,作为支承的滑动轴承越来越多地工作在紊流工况。为了能够快速准确地分析其润滑性能,给出了基于Sommerfeld和Ocvirk数的一种有限长紊流滑动轴承非线性油膜承载力的近似解析表达式。通过采用多参数摄动原理对有限长紊流滑动轴承润滑的Reynolds方程进行了求解,计算得到了滑动轴承的油膜承载力,并与有限元法计算的结果进行了比较,验证了基于多参数摄动原理求解紊流滑动轴承承载力近似解析方法的正确有效性。在此基础上,分析了偏心率、宽径比对滑动轴承的轴承承载力以及压力分布的影响。计算结果表明该近似解析方法适用于求解各种宽径比轴承的油膜承载力,尤其在较大的偏心率和载荷范围内适用。     

高速车辆横向减振器模糊天棚半主动控制研究

为了研究减少高速列车运行中车体横向振动,利用ADAMS/Rail与Matlab建立了联合仿真高速列车车辆动力学模型,并利用开关型天棚控制算法和连续型天棚控制算法对高速列车车辆横向减振器进行了半主动控制仿真研究.结果表明：开关型天棚控制算法简单实用,但控制效果逊于连续型天棚控制算法,还有可能发生颤振;连续型天棚控制算法控制效果好,但对系统的实时性和减振器结构的要求较高.针对这2种控制器的优缺点,同样基于上述模型,结合模糊理论和天棚速度阻尼控制,开发了一种新的控制方法,经研究表明,该控制方法具有很好的控制效果,并能弥补上述2种方法的不足.     

夹芯圆柱壳稳定性优化

研究了在轴压载荷作用下圆柱壳结构的失稳模态和结构承载效率,分析了空心圆柱壳厚度对失稳模态和承载效率的影响,以及圆柱壳填充轻质芯体对提高承载效率的作用;研究了圆柱壳结构的基于参数化建模、稳定性分析以及承载效率优化设计的一体化方法,并基于商用软件PATRAN的PCL语言予以实现。针对特定夹芯圆柱壳结构的稳定性分析和优化表明,空心薄壁圆柱壳结构在轴压载荷作用下容易失稳,结构承载效率低。适当增加壳体厚度,不但提高抗屈曲能力,而且也提高了结构承载效率。但厚度增加到一定限度后,进一步增加壳体厚度会提高结构的失稳荷载,但承载效率下降。利用泡沫状材料填充薄壁圆柱壳结构可以提高圆柱壳的结构抗屈曲承载能力和承载效率。通过优化壳体壁厚和芯体材料的相对密度,可有效地提高结构的承载能力和承载效率。     

活性炭碰撞阻尼性能试验研究

将活性炭颗粒作为减振剂,置入颗粒阻尼器与颗粒碰撞阻尼器中,通过试验研究这两类阻尼器对主振系统的减振性能,并将试验结果与多体碰撞阻尼器进行对比。结果表明,颗粒阻尼器的减振效果明显比多体碰撞阻尼器差;颗粒碰撞阻尼器虽然比多体碰撞阻尼器的减振效果稍差,但对抑制多体碰撞阻尼器的强非线性有着良好的效果,并且在一定的共振区域内,颗粒填充率对于颗粒碰撞阻尼器也存在一个最佳值。     

康复机用多片旋转型磁流变阻尼器研究

康复机是一种能自身产生阻尼力来抵抗人体施加的作用力,达到锻炼人员四肢力量的器械,已被广泛应用于医疗、大众健身等领域,其核心部件为产生可控阻尼力的阻尼器.磁流变液是一种将微米尺寸磁性颗粒混合在非磁性液体中形成具有诸多优良特性的浓悬浮液.而磁流变阻尼器是利用磁流变液做介质进行工作的一种智能阻尼器,它具有重量轻、响应快和能耗低等突出特点.将此阻尼器用于康复机的阻尼部件,能降低噪音、减少污染,延长使用寿命,并能实现阻尼力的连续可控调节.本文综合考虑了旋转型磁流变阻尼器工作片数、间隙、隔磁、散热及加工等诸多因素,研制出一种有效提高磁流变液工作效能和器件工作稳定性的阻尼器;并建立了研究该阻尼器主要动力特性的实验.实验结果表明,该阻尼器的阻尼力矩、力矩可控区间、工作稳定性等较单片型阻尼器均有较大幅度提高,散热性能有明显改善.     

新型软钢阻尼器的减震性能研究

提出了设计软钢阻尼器的新思路：利用钢板平面内受力提高初始刚度，并通过改变钢板平面几何形状增加变形耗能能力。通过对具有不同几何形状的软钢阻尼器模型进行拟静力往复加载试验研究，验证了此种软钢阻尼器具有良好的塑性耗能性能。数值计算表明，在地震动作用下装有新型软钢阻尼器框架体系具有良好的减震效果。