一种三轴振动载荷谱保型裁剪方法

由于多轴向同时振动不能简单地采用单轴依次振动来完全等效,对此提出了一种保持结构关键部位三轴与单轴随机振动应力等效的载荷谱裁剪方法。通过推导线性系统三轴随机振动载荷到结构关键点响应间的变换关系式,提出三轴载荷谱均方根值裁剪方法;综合考虑试件中不同零部件的重要程度和材料强度,基于试件关键部位在三轴载荷下的等效应力与在单轴依次载荷下的最大等效应力之比应等于裁剪前后该点应力响应功率谱均方根值之比,分类定义了三轴载荷谱均方根值裁剪准则,同时为避免因谱型裁剪的多样性造成试验的不确定性,制定了三轴载荷谱的保型裁剪原则。以某典型舱段电路板为例,验证了该三轴载荷谱裁剪方法的有效性。利用该方法得到的三轴载荷谱,不仅可以避免结构重要零部件过试验或欠试验,而且也保证了关键点应力的等效性和裁剪谱型的确定性。     

连续体简谐基础振动有限元计算方法

针对简谐基础激励下,连续体响应数值计算存在刚体位移、约束方式和载荷施加方式等限制,基于基础振动和有限元实现原理,提出了一种求解简谐基础振动响应的方法——静力等效载荷法。根据连续体等效载荷形式,将简谐基础振动问题转化为固定基础的载荷简谐振动;并结合通用有限元软件和自编数据处理程序,实现了响应特性的数值计算。计算和理论结果表明,该方法实现简单、结果准确,能有效地求解无阻尼和弱阻尼连续体简谐基础振动问题。     

自由阻尼梁的随机振动

许多设备的元器件可以简化为梁的形式。近卅余年来,阻尼减振技术得到广泛应用,以减小梁等结构的振动。本文分析了支承点受运动随机激励的自由阻尼梁的挠度、应力的响应问题,讨论了阻尼层对于梁挠度和应力的减振效果,提出了减小挠度均方值和应力均方值的措施。     

直驱气浮平台工作模态的分析方法及实验验证

直驱气浮平台是集气浮支承、伺服驱动及机械结构为一体的精密运动系统,它具有较复杂的振动性能,一般通过模态分析得到机械结构的振动性能,但在工程应用中,我们更需要获得驱动作用下平台工作时的振动性能。为简单、快捷、准确地分析平台工作状态的振动性能,本文提出一种机电耦合的振动分析方法,即将驱动系统的伺服特性和气浮支承的气膜特性均等效成弹簧阻尼单元,建立机电耦合仿真模型,基于该模型分析得到平台工作状态下的振动模态。为验证该方法,采用LMS模态测试仪对平台进行模态测试,试验结果同仿真结果较一致,基于此方法分析计算得到的振动模态最大偏差为8.16%;模态实验表明所提出的机电耦合模态分析方法可以准确地分析平台工作状态的振动特性。     

油气井钻柱系统非线性自激振动机理研究

油气井钻柱系统受到外部扰动容易引发非线性自激振动。以钻柱黏滑振动为例,建立了钻具与岩石间的非线性扰动扭矩模型及钻柱系统双自由度集中参数模型。首次提出了钻柱系统的等效阻尼扭矩公式和相对于平衡位置的能量公式,揭示了等效阻尼扭矩对激发钻柱黏滑振动所起的作用,探索了发生黏滑振动时钻柱系统能量的变化规律,分析了钻柱系统的非线性自激振动机理。仿真结果表明,在非线性扰动的作用下,钻柱系统出现负阻尼,等效阻尼扭矩对系统做正功,系统从外界吸收振动能量,破坏了系统平衡点的稳定性。钻具转速反馈作用调节能量输入使钻柱系统维持不衰减的持续振动,每个振动周期内系统输入的能量等于系统耗散的能量。钻具转速振幅较小时能量增加,转速振幅较大时能量减少,且钻柱系统吸收的能量主要转化为系统的势能。     

一种周期双阻尼薄板结构声振特性研究

采用有限元和边界元方法,研究周期性双阻尼薄板结构振动与噪声辐射特性。通过仿真计算得到其振动位移响应和场点辐射声功率,并与光板和两种集中敷设大块阻尼薄板的结果进行对比,研究发现,周期双阻尼薄板对振动与噪声的抑制效果最好。同时,周期双阻尼结构在抑制薄板振动与声辐射上存在最优阻尼敷设率和周期数。实验结果表明,实验和仿真效果吻合。     

T型橡胶减振器非线性特性分析与预压缩量设计

为研究T型橡胶减振器的结构型式和材料性能对其非线性动力学特性的影响,并提高其对飞行环境的适应能力,改善其在恶劣环境下的使用性能,提出了一种含分段线性刚度及阻尼和立方刚度的双层级非线性动力学模型。首先,对T型橡胶减振器进行了简化建模,并采用等价线性化方法,推导得到了分段线性系统的等效刚度和等效阻尼。其次,利用谐波平衡法分别数值模拟了等幅值外力载荷正弦扫频激励下分段线性刚度系统和立方刚度系统的非线性频响函数,验证了构建模型的有效性。最后,进行了T型橡胶减振系统在基础位移正弦扫频条件下的传递特性试验,并与数值计算结果进行了比对。研究结果表明,针对T型橡胶减振器,较低激励载荷即可导致结构型式的渐进软化,较高激励载荷才能引发材料性能的动态软化;该模型能够较好的模拟T型橡胶减振器具有的渐软刚度和渐小阻尼的非线性特性。此外,从航天工程应用的角度出发提出了针对大过载、强振动环境进行预压缩量设计的方法。     

离心机橡胶弹性阻尼轴承的实验研究

在回转机械中,采用弹性阻尼轴承,不仅能调节系统的固有频率,避免发生共振,而且可通过轴承中的弹性阻尼元件吸收振动能量,从而起到减振的作用。如在航空发动机中,采用挤压油膜式弹性阻尼轴承,可使共振幅值降低90%,从而保证发动机的正常运转。对于一些中小型回转机械,采用结构简单的橡胶弹性阻尼轴承,也具有明显的减振效果,所谓橡胶弹性阻尼轴承,是在轴承和轴承座之间加一环形的橡胶元件,利用橡胶元件的弹性和内阻尼,来调整系统的固有频率和消耗振动能量,从而达到减振的目的。其结构如图3所示。这种结构在某些分离机械中业已采用。如上悬式离心机、管式离心机等。但对减振效果及固有频率的计算,尚缺乏进一步的实验研究。为了扩大橡胶弹性阻尼轴承的应用范围,特别是在分离机械中的应用,我们对其减振效果做了一些实验研究工作,并对弹性轴承的刚度计算做了理论分析。     

基于贝叶斯压缩感知的大型工程机械结构冲击载荷辨识

为提高对机械结构冲击载荷的准确识别能力,提出基于贝叶斯压缩感知的大型工程机械结构冲击载荷辨识方法.在栅格单元中采集力学信息,结合受力参量估计模型构建冲击载荷结构模型,然后采用动应变及屈服响应监测方法对机械结构的冲击载荷进行应力特征检测.根据应力参数和动态预警阈值分析工程机械结构的冲击力与位移的变化关系,结合特征检测结果...     

悬索桥断索动力响应有限元模型参数研究

采用有限元方法（FEM）建立考虑主缆局部振动影响因素的悬索桥断索动力分析模型,研究主缆局部振动对悬索桥断索动力响应的影响程度. 对主缆物理抗弯刚度、单元网格密度、索夹质量、模型阻尼比以及吊索应力初始状态等因素进行参数分析,给出提高计算结果精度的建议. 结果表明：在进行悬索桥断索动力分析时,主缆局部振动对计算结果精度具有不可忽略的影响;有限元模型中主缆物理弯曲刚度、单元网格密度和索夹质量均是影响主缆局部振动的关键参数. 结构整体模态阻尼和主缆局部阻尼均能有效抑制断索点主缆振动,分析模型须考虑局部主缆单元阻尼和结构整体模态阻尼的差异. 结构断索动力响应随着断裂吊索初始应力增大而增大,结构断索响应动力放大系数变化幅度不大.