基于实验模态分析的外后视镜结构动态修改

利用模态试验技术,测试和辨识出外后视镜的动态特性,诊断出在外后视镜支架与车门连接处刚度不足的缺陷,提出改变支架凸台高度的工程方案,提高外后视镜总成的第一阶弯曲振动固有频率.通过道路试验验证,结构改进后显著地改善该车外后视镜的抖动问题.     

蜂窝锥壳结构动力学特性试验研究

通过模态试验对蜂窝结构锥壳结构的纵向固有频率和阻尼比进行了识别,并与数值仿真结果进行了对比。通过对比发现:复合材料以及蜂窝结构的应用能够降低该结构的固有频率并增加阻尼比;通过振动台试验,对锥壳-质量系统的动力学响应进行了研究,试验结果表明该锥壳结构对于85Hz以上的振动能够有效隔离,从锥壳下端至上端振动幅值衰减大于40%,具有理想的隔振效能。     

磁流变弹性体夹层梁的振动响应特性实验研究

摘 要：设计和制备了基于磁流变弹性体材料的夹层结构梁,对所制备的磁流变弹性体夹层梁的振动响应特性进行了实验测试和分析。实验结果显示,在外加磁场作用下,磁流变弹性体夹层梁的振动响应幅值和固有频率将发生改变,具有减幅和移频特性。表明磁流变弹性体材料在磁场控制下,能改变夹层梁的振动响应特性,可实现对柔性梁的实时振动控制。     

基础存在裂缝的风机塔振动测试与分析

风机塔混凝土基础常存在开裂、不均匀沉降现象,严重时会导致塔筒倒塌。相比不均匀沉降,开裂程度特别是非表层的开裂难以直接测量,也难以准确评估其影响。对基础存在裂缝的风机塔开展振动测试与分析:首先选择一座基础出现开裂的风机塔和一座作为参考的同类型同场地的风机塔,同时开展振动测试;然后分析两座风机塔的振动特性;最后通过对比固有频率、振动强度等振动特性,发现相同测试工况下基础出现裂缝的风机塔的振动特性相比作为参考的风机塔,前三阶固有频率值虽然相差不大,但是其第3阶和第1阶的FFT幅值比远大于作为参考的风机塔;其加速度最大值在微风时与作为参考的风机塔相差不大,但是在风力较大或机舱偏航冲击工况下明显大于作为参考的风机塔。测试结果表明:塔筒加速度振动强度对基础裂缝比较敏感,而固有频率值不敏感,但是其高阶的FFT幅值对基础裂缝比较敏感。测试结果可为基于风机塔振动特性的变化快速评估基础裂缝的严重程度及分析此类型故障对风机塔运营安全的影响提供一定的参考。     

内燃机车柴油发电机的结构重设计研究

针对某型号内燃机车柴油发电机振动超标问题,通过振动测试对比发电机固有特性和振动特性,发现发电机固有频率与工作频率倍频接近是导致某些转速下的振动超标主要原因。通过模态分析发现发电机转子是结构薄弱环节。通过对发电机转子结构进行重新设计,提高固有频率,合理避开工作频率及其倍频。台架试验表明新结构有效降低了振动,达到了规定标准,为今后柴油机车发电机的结构动态设计提供了一种参考依据。     

工业机器人用RV减速器随转速变化的频率特性

通过机器人减速器综合测试系统及振动测试系统,采集RV减速器随转速变化的振动信号,利用MATLAB进行傅里叶变换得到频谱图,对比分析不同输入转速下的频谱图,总结随转速变化的振动特性。研究发现了RV减速器在不同转速下的主要峰值及幅值变化情况,得到在RV减速器进入疲劳失效以前,影响机器人精度的抖动因素主要来源于结构固有频率以及特征频率与固有频率发生的共振的结论。     

热环境对基础激励作用下纤维增强树脂基复合薄板振动特性的影响

采用理论与实际相结合的方式,研究了热环境对纤维增强树脂基复合薄板振动特性的影响。首先,建立了基础激励作用下纤维增强树脂基复合薄板在热环境中的解析模型,推导获得了固有频率、模态振型、振动响应及阻尼比的解析表达式,并给出了热环境下复合薄板振动特性的求解流程。然后,搭建了热环境下该类型复合薄板结构的振动测试系统,并以TC500碳纤维/树脂薄板为研究对象进行了实际测试。以相应的测试结果为例,研究发现,当温度从20℃上升到200℃时,复合薄板的模态振型基本不发生改变,固有频率降低幅度在2.3%~36.6%之间,振动响应幅值增大范围约为15.3%~58.4%,且阻尼性能也呈现增大的趋势,例如相对于常温下的阻尼结果,当温度上升到200℃时,其前6阶模态阻尼比的增大程度在13.9%~56.4%之间。另外,经过对比理论和测试获得的不同温度下的固有频率、模态振型、振动响应及阻尼结果可知,两者吻合较好,进而验证了解析分析方法及其结果的正确性。      

频率可调惯性作动器的设计与试验研究

提出用电感-负电阻分流电路来调节惯性作动器的固有频率,使惯性作动器可作为频率可调动力吸振器使用。分析了电感-负电阻电磁分流阻尼的理论模型,随后通过理论和试验分析了惯性作动器固有频率与分流电路参数的关系。以悬臂梁为控制对象,对所设计的可调惯性作动器控制效果进行试验研究。试验结果表明：在保证分流电路系统稳定的前提下,惯性作动器的固有频率随着电感值的降低而增加,惯性作动器的固有频率可以从原来的46.25 Hz调节至111.3 Hz。当惯性作动器固有频率与悬臂梁的固有频率相吻合时,在该固有频率附近悬臂梁的振动幅值降低90%。由此验证了所提出的通过电磁分流电路可以调节惯性作动器固有频率,在不改变惯性作动器物理结构的基础上,使其固有频率能跟踪受控结构的外干扰力频率,就可以充分发挥惯性作动器的吸振能力,最大限度地抑制结构振动。     

一种圆锥形变幅杆弯曲振动固有频率的计算方法

提出了一种圆锥形变幅杆弯曲振动固有频率的计算方法。先忽略剪切变形和惯性矩作用,基于Euler-Bernoulli杆理论求解出固有频率初值,再计入二者的作用进行弯曲振动固有频率的修正。应用有限元分析法和模态实验测试对该方法进行了验证,理论结果与实验结果相吻合,误差在5%以内。基于该方法编写了程序,实现了弯曲振动变幅杆结构的主动设计。     

科氏流量计测量管固有频率在线预测方法

提出了一种基于幅值变化期信号特征参数识别的科氏流量计测量管固有频率在线预测方法,该方法对测量管固有频率变化时引发的过渡期振动信号进行两次整周期采样,进而通过傅里叶变换获得反映所采样信号特征的虚部与实部参数,并根据所建立的基于信号特征参数的固有频率改变量计算模型,计算出测量管当前固有频率。对所提出方法进行了实验验证。该方法可用于科氏流量计振动控制中,帮助其将驱动频率快速、精准地调整到固有频率上,从而提高科氏流量计在复杂多变工况下的测量可靠性。     

多维爆破地震动作用下框架结构动态响应有限元时程分析

爆破震动的幅值、频率与持续时间是结构爆破震动响应与破坏的重要参数,爆破安全规程规定地面建筑物的爆破震动判据采用质点峰值震动速度和主震频率,但没有指明是三向速度的合速度还是单向速度,给爆破震动判据应用带来不便。文中采用有限元时程分析讨论了不同爆破震动频率速度荷载作用下结构的动态响应,指出在较高频率的爆破震动荷载作用下,框架结构对竖直向地震波响应较大,易在竖直向地震波作用下产生破坏,并可以将三维爆破震动中最大震动速度幅值作为爆破震动安全标准值;在较低频率的爆破地震荷载作用下,震动的水平荷载引起结构的破坏是主要的,应考虑水平最大荷载的爆破震动安全标准值。即结构抗震的安全标准在高频时以垂直荷载速度峰值为准;在低频时以水平荷载速度峰值为准。     

深水隔水管-测试管柱系统涡激振动实验研究

在深水测试作业中,隔水管和测试管柱形成双层管柱结构,其在海流作用下发生耦合振动,存在安全隐患。为了研究海流流速对隔水管-测试管柱系统振动的影响,搭建了隔水管-测试管柱系统涡激振动的相似实验装置,开展在不同流速下隔水管-测试管柱系统涡激振动实验。实验中用应变片采集数据,用模态分析法处理实验数据,分析隔水管和测试管柱在横向和流向的应变、频率、位移标准差以及模态特征。结果表明：在海洋环境载荷作用下,隔水管与测试管柱发生接触和碰撞,导致测试管柱产生与隔水管类似的涡激振动,但隔水管的振幅明显大于测试管柱;当流速为0.5 m/s时,隔水管和测试管柱的振幅均显著增加,隔水管-测试管柱系统产生“锁定”现象;随着流速的增大,隔水管流向振动逐渐由较高频率主导,而测试管柱流向振动仍由较低频率主导。研究结果可以为深水测试作业过中隔水管振动的抑制提供参考。     

旋转超声内圆磨削砂轮变幅器的设计与试验研究

砂轮变幅器是旋转超声内圆磨削谐振系统的关键部件,其设计质量直接影响超声磨削的工艺效果。但目前内圆磨削砂轮变幅器缺乏较为完善的理论分析模型。为提高砂轮变幅器理论分析模型的通用性,基于非谐振设计理论建立了纵向谐振砂轮变幅器的理论分析模型,并利用砂轮变幅器各振动单元间的力、位移连续条件与边界条件推导了其频率方程。然后,针对频率方程进行编程求解,并通过ANSYS有限元仿真分析进行验证。最后,加工制作了纵向谐振砂轮变幅器,并开展阻抗特性分析试验、超声谐振试验和振动位移测量试验,分析了其谐振特性。试验结果表明,所研制的砂轮变幅器的谐振试验频率与理论设计频率一致,其输出端振动位移的试验值与仿真值的相对误差为7.83%,符合旋转超声内圆磨削的要求,验证了理论分析模型求解的正确性。研究结果为旋转超声内圆磨削砂轮变幅器的设计提供了便捷且有效的方法。     

Frequency Stabilization of the He-Ne Maser

A bright and monochromatic radiation from an optical maser can be used as a stable standard of wavelength, when plane mirrors in the maser are automatically controlled so that the oscillation frequency can be kept very close to the center of the atomic line. The separation of mirrors is modulated at a low frequency with a small amplitude. The fundamental-, the second-harmonic, and the third-harmonic components of the modulation frequency in the light output give correction signals for the tilt of mirrors, the power level of excitation, and the separation of mirrors. The photobeat between two independently-stabilized masers of 1.15 microns filled with Ne20 and Ne22, respectively, has been observed. The observed fluctuation of beat frequencies shows a Gaussian distribution, and no systematic frequency drift has been found. It is found that the frequency of each maser stays within several parts in 1010 and the resettability is just as good. Some difficulties with stray magnetic field from magnetostriction coils and with earth magnetic field are found. Preliminary experiments on pressure shift and its effect on the stabilized maser are discussed. The theory has been developed, and the frequency deviations as functions of the gas pressure and of the amplitude of modulation have been calculated.     

TBM液压管道频谱特性分析和结构优化

考虑到全断面硬岩推进机(TBM)掘进过程中轴向基础振动对流体流速和压力波动的影响,运用输流管道流固耦合轴向运动4-方程模型,分析基础振动的影响,建立轴向基础振动下的TBM液压管道轴向耦合振动方程组,并用直接解法在频域内对其进行求解,再运用MATLAB软件对管道出口处流速和压力的频域响应特性进行仿真计算,随之分析基础振动和不同结构参数对流体频域响应的影响规律。同时,为减弱基础振动对流体出口参数的影响,运用正交实验法对管道进行结构优化,优化后的管道系统流速的频域幅值整体上减小了48.61%,从而在一定程度上抑制了因基础振动带来的流体波动。     

硅橡胶减震器振动试验的有限元模拟

本文运用非线性有限元方法对一种航天用高阻尼硅橡胶减震器进行了环境试验的模拟,并与实验结果进行比较。首先通过材料实验,得出硅橡胶材料的应力－应变曲线,并在此基础上建立了硅橡胶材料的超弹性Mooney模型。然后针对硅橡胶的大变形问题,使用增量有限元方法对硅橡胶减震器进行频率响应分析,并将振动台的位移—频率变化曲线作为输入载荷,来模拟环境实验中的正弦振动实验。最后将有限元分析结果与环境试验测试结果进行对比,结果表明二者符合得较好,表明有限单元法可以用于较复杂问题的仿真。     

Influence of front light configuration on the visual conspicuity of motorcycles

A recent study (Cavallo and Pinto, 2012) showed that daytime running lights (DRLs) on cars create “visual noise” that interferes with the lighting of motorcycles and affects their visual conspicuity. In the present experiment, we tested three conspicuity enhancements designed to improve motorcycle detectability in a car-DRL environment: a triangle configuration (a central headlight plus two lights located on the rearview mirrors), a helmet configuration (a light located on the motorcyclist's helmet in addition to the central headlight), and a single central yellow headlight. These three front-light configurations were evaluated in comparison to the standard configuration (a single central white headlight). Photographs representing complex urban traffic scenes were presented briefly (for 250 ms). The results revealed better motorcycle-detection performance for both the yellow headlight and the helmet configuration than for the standard configuration. The findings suggest some avenues for defining a new visual signature for motorcycles in car-DRL environments.     

电液疲劳试验系统的变谐振控制技术研究

随着激振频率的增加,电液疲劳试验机激振输出幅值急剧衰减,激振频率和激振输出幅值两者之间存在相互矛盾的关系,因此提出了利用谐振能量来提高激振输出幅值的方案。该方案通过改变阀控单出杆液压缸无杆腔容积的方法来改变系统的谐振频率,使得谐振频率与激振频率重合,在谐振点进行激振。在对液压动力机构的运动过程进行分析的基础上,建立系统的数学模型,运用四阶龙格库塔的数值方法对其进行求解,并对仿真结果进行理论分析;理论分析表明可以通过改变无杆腔容积来改变系统的谐振频率,且在谐振点处的激振输出幅值有较大幅度的提升;从负载流量曲线上看,由于谐振能量的输出使得在谐振点处的负载流量急剧降低。最后建立实验系统对以上仿真结果进行实验验证。实验结果表明：在谐振点出的激振输出幅值为饱和输出幅值的25%左右,负载流量反而减小了90%左右;通过改变无杆腔的容积能有效改变谐振频率,拓宽电液疲劳试验机应用范围。     

砂土振动固结抗剪强度变化规律的试验研究

通过振幅、振动频率、饱和度和粉粒含量等因素的正交试验,研究了砂土振动固结抗剪强度的变化规律。试验结果表明：当振动加速度超过临界值后,随着振幅的增大,砂土振后再固结体的抗剪强度起初呈增长趋势,然后逐渐下降：随着振动频率的增大,再固结体抗剪强度单调增长。砂土饱和度超过７５％后,随着饱和度的增大,振后固结体抗剪强度将降低。粉粒含量过多或太少均不利于砂土的振动固结。     

某型SUV座椅抖动的分析

某型SUV四驱车加速过程中,在无乘员时副驾驶员座椅抖动明显,严重影响整车品质。运用道路车内振动试验分析、模态试验分析、CAE分析等方法对座椅抖动的原因进行分析,确定该座椅抖动由座椅Y向摆动模态频率与悬架激励频率共振引起。可有加强座椅结构以提高其固有频率及附加动力吸振器两种方案,使座椅抖动降低2.5 m/s2,主观评价抖动消除。最终综合考虑成本、周期,选用座椅结构加强方案。