新型静偶分离摆架的研究

静偶分离摆架是双面立式动平衡机的关键技术.在分析传统立式动平衡摆架静偶分离特性的基础上,为从结构上实现静偶振动的完全分离,提出了一种新型静偶分离摆架结构,采用十字簧杆消除力偶对平动簧板的影响,通过建立系统振动力学方程,讨论了平动和偶动的振动特性,分析了影响静偶分离的各种物理因素.实验结果表明,这种静偶分离摆架结构的偶动对平动的影响甚微,实现了静偶运动有效的分离,消除偶不平衡量对静不平衡量的影响,远远优于传统摆架结构.     

卧式平衡机振动簧板扭转刚度研究及误差分析

摘要：双面卧式硬支承平衡机采用ABC法解算原理时存在分离比和测量误差较大的问题,分析表明是其忽略了系统扭摆效应的影响,评定ABC法的适用范围对动平衡效果至关重要。建立了弹性摆架振动模型,分析了试重位置不同时摆架振动中心的变化规律。推导了矩形簧板绕振动中心扭转的刚度公式,研究了簧板扭转刚度作为变量与振动结构位置的关系。动平衡实验证明了忽略扭摆效应时ABC法测量原理的不合理性且实验扭转刚度值与理论扭转刚度值吻合。根据实验数据分析簧板扭转效应对平衡机分离比的影响,阐明了分离比误差的来源,评定了ABC法测量原理的适用范围。     

平面柔性铰链导向机构刚度分析与实验测试

柔性导向机构是精密仪器设计中的一种重要的导向形式,其在导向方向的刚度计算是机构设计的关键技术.基于材料力学的弯矩方程,推导出平面柔性铰链的抗弯刚度解析式,并采用能量法求解出平面柔性铰链导向机构的刚度解析式.为验证解析公式的正确性,设计并加工了平面柔性铰链导向机构,在精密弹簧拉压实验仪上进行刚度测试,实验结果与理论计算结果进行对比,二者的相对误差为4.7%,证实了解析公式的正确性.     

建筑结构地震扭转效应的反应谱解析方法

本文分析了结构质量中心与刚度中心有偏心时在地震动双向水平分量和扭转分量作用下的反应,通过本文的论证,说明对平动振动和扭转振动耦连的情况,利用反应谱求解地震反应仍然是适用的。本文给出了利用反应谱求解地震反应的方法。     

含柔性铰链柔顺机构的驱动性能分析

以含柔性铰链的平面柔顺曲柄连杆机构为研究对象,建立伪刚体模型.通过对伪刚体模型进行动力学分析,推导出一种新的含柔性铰链的平面柔顺机构驱动力矩的计算方法.算式表明,平面柔顺机构的驱动特性与机构中柔性铰链之间存在着内在关系.根据算例分析结果可知,含柔性铰链的柔顺机构的最大驱动力矩可通过改变柔性铰链的刚度和柔性铰链未发生变形时机构的初始位置来减小.计算了当柔性铰链的刚度及初始位置达到最优时最大驱动力矩的缩减比,为平面柔顺机构的优化设计提供了依据.     

空间两连杆柔性构件弯扭耦合振动主动控制

为了研究空间柔性结构的耦合振动，提出一种由柔性杆和柔性梁组成的两连杆柔性构件系统，对此柔性构件系统的弯扭耦合振动进行了研究，运用拉格朗日方程和假设模态法推导了此柔性系统的动力学方程．在柔性杆根部粘贴一只压电扭转驱动器抑制柔性杆的扭转振动，在柔性梁根部粘贴一只压电剪切驱动器抑制柔性梁的弯曲振动．采用一种基于Lyapunov稳定性的速度反馈控制策略进行了实验仿真研究．结果表明, 施控后的系统是稳定的，弯扭的各阶模态均能得到有效抑制，柔性梁末端的位移振动能得到显著衰减．     

柔性索对空间索杆铰接式伸展臂性能影响分析

为了研究柔性索对空间索杆铰接式伸展臂力学特性及稳定性的影响,对伸展臂自平衡状态的受力情况进行分析,计算出满足伸展臂承载结构的最小索拉力设计值.计算表明,伸展臂展开驱动力矩随索拉力的增加而成比例增大;伸展臂的轴向拉伸刚度、剪切刚度和扭转刚度随着索的抗拉刚度增加而增大;静刚度实验表明索张力对静刚度几乎没有影响.仿真分析表明,增加斜拉索直径可以提高伸展臂的扭转振动频率,而斜拉索直径及张力对伸展臂的弯曲和轴向振动频率影响较小.对不同索张力的伸展臂桁架单元进行了动力学试验,验证了仿真分析的正确性.伸展臂铰接结构受力分析表明,增大索张力有利于提高伸展臂稳定性.     

纯弯载荷下带簧单元的初始缺陷敏感性分析

为了得到空间可展铰链中带簧单元在纯弯过程中对于不同初始缺陷的敏感程度,提高空间可展铰链的稳定性,基于Abaqus有限元软件建立模型,通过引入带簧单元的特征值屈曲模态作为初始缺陷,改变引入屈曲模态的阶数和缺陷因子的大小,在纯弯载荷下对带簧单元进行了屈曲力学性能和缺陷敏感性分析.结果表明:带簧单元正向弯曲的力学性能对屈曲模态缺陷比较敏感;屈曲模态缺陷对带簧单元驱动能力的影响较小,对其自锁能力的影响较大.该研究有助于补充和完善带簧单元的稳定性分析.     

大型风力机叶片三维建模及模态分析

对大型风力机叶片开展了三维建模和模态分析。先确定叶片几何参数,再将其翼型平面坐标转换为空间坐标,并通过Proe生成叶片三维几何模型。采用模态提取方法 Block Lanczos法对叶片进行模态分析,得出了叶片的前10阶模态,结果显示叶片的主要振动形式为挥舞和摆振,有较强的抗扭转能力,设计中应加强叶片的弯曲刚度。这为大型风力机叶片的设计和优化提供参考。     

振动主动控制中线性二次型最优控制问题研究

针对空间柔性构件的特点,研究了一类由柔性杆、传感器、压电扭转致动器组成的柔性杆系统的扭转振动.运用拉格朗日方程和假设模态法建立了系统的动力学方程,采用线性二次型最优控制对柔性杆的扭转振动进行了主动控制.对二次型指标中的加权矩阵的选择方法进行了深入探讨,提出一种基于遗传算法并带约束条件的加权矩阵的选择方法.数值仿真结果表明,所提出的加权矩阵的选择策略是有效的,施控后系统的扭转振动能得到有效衰减.     

印刷机递纸牙轴扭振测试方法

针对印刷机递纸牙轴的扭振问题,提出了采用编码器来测量摆动轴扭转角的方法,研制出测量扭转角的数据采集和处理系统以及相应的软件.利用所开发的测试系统,以自行研制的摆动轴扭振试验台为测试对象,应用ZonicBook/618E数据采集设备,在试验台上对摆动轴的扭振进行了测试,分析了测试数据,并给出了分析结果.结果表明,该方法可实现对于摆动轴扭振信号的测量.     

扭振法测弹体转动惯量的误差分析

扭振法是测量弹体转动惯量的有效方法,其误差分析是关键。针对传统推导误差的局限性,推导了扭振法误差分析的准确公式,得到托盘转动惯量J0,标准件转动惯量Js和被测件转动惯量Jd之间的比例关系对误差的影响,并进行了算例分析,结果表明,托盘的转动惯量应满足JD0max0.3J0,被测件的转动惯量应满足Jd>Js,这对弹体转动惯量的测量具有实际意义。     

“箱中箱”结构立滑板的有限元分析及其优化设计

为了提高机床"箱中箱"结构立滑板的动静态特性,增强机床整机的刚性,在CAD/CAE集成仿真设计平台下,对立滑板分别进行静力学和模态分析,结果表明Y、X向的静刚度有待提高,凸振和摆动较为明显。对此,设计4种改进的立滑板,提出基于模糊变换的动静态性能综合评价法,并从中优选出最佳的改进方案。对改进后的立滑板进行动态优化设计,得到最优的立滑板结构。研究表明:对立滑板进行结构改型和尺寸优化设计能有效地提高动静态性能。     

纵波作用于基础滑移隔震建筑结构的多维地震反应

文中给出了层状结构竖向刚心位置、考虑三维地震波同时作用下的竖向构件轴力的计算公式,并结合竖向构件的P-△曲线,为基础滑移隔震结构纵波参与下的多维地震时程反应计算打开了思路,通过工程案例的计算机仿真发现了一些此类结构的多维地震反应规律及特性,丰富了此类结构的研究方法及途径。     

计入主塔刚度影响的三跨连续体系悬索桥竖弯频率估算公式

为方便计算三跨连续体系悬索桥的竖向自振频率,基于双塔三跨连续体系悬索桥,在计入主塔刚度的影响下,应用Rayleigh法,推导了一阶对称和反对称竖弯振动频率公式,并提出了主塔刚度影响系数的表达式,最后,对此公式的可行性进行了算例验证,并对适用范围进行了讨论。研究结果表明：主塔刚度对三跨连续体系的一阶正对称竖弯频率影响较大,进行频率计算时应计入主塔刚度的影响;主塔对竖弯基频的影响程度可通过主塔刚度影响系数计算得到;给出的能量法得到的竖弯基频计算值与有限元值误差能满足概念设计阶段的要求;该公式可用于简支单跨及三跨连续体系悬索桥的竖弯基频计算中。     

摆动活齿减速器传动系统扭转振动建模

建立了摆动活齿传动系统的扭转振动动力学模型，推导了该扭振系统的动力学控制方程，应用矩阵迭代摄动法，对摆动活齿传动系统的非线性特征谱进行了求解，并给出了特征值谱曲线。     

旋转锻压机本体结构的有限元分析

旋转锻压机本体是机床重要的基础部件,本体结构的强度和刚度直接影响到整个机床的性能。采用大型通用有限元软件ANSYS的结构分析模块对旋转锻压机本体结构的强度和刚度进行有限元分析,得出本体各部分应力和变形极值及其部位,并与本体所用材料的力学性能进行比较,得出的结果完全符合设计要求。通过多次有限元分析,得出本体变形量随外载荷变化的经验公式,为旋转锻压机结构设计或改造提供理论依据。     

重型载货汽车车架结构模态分析

有限元模态分析方法是辨识车辆结构动态性能的一种有效手段,所以为得到重型载货汽车车架结构的动态特性,本文以板壳单元为基本单元,建立了车架结构有限元模态分析模型,并采用NASTRAN有限元分析软件,计算了该车架在自由状态下的模态参数.同时,分析了载货汽车车轮和传动轴的不平衡质量产生的激励,并对车架的结构动态性能进行了评估.结果表明,在不同的行驶速度下,车轮和传动轴不平衡质量激励频率与车架的一阶扭转振动频率、倍频、一阶横向弯曲振动频率及车架11～18阶振动频率接近,使车架易产生共振现象.该研究为进一步改进车架结构提供了理论依据.     

秦氏旧宅厅堂木构架体系动力性能分析

为了保护现存文物建筑并对其进行维修设计,以秦氏旧宅厅堂木构架建筑为研究对象,建立有限元模型并进行动力性能分析。采用模态分析探讨木构架体系的动力特性,对木构架进行罕遏地震作用下的动力时程分析。结果表明：结构第1阶振型的自振周期为2．1127S,体现木构架建筑的长周期特性;纵向刚度小于横向刚度;节点刚度对结构振动模态影响显著;随着梁架层高度的增加,各梁架层的位移峰值随之增大;各梁架层加速度峰值随着梁架高度增加有减小的趋势,层间动力放大系数均在1左右;榫卯连接起到耗能减震的作用,其中七架梁层处的榫卯结构耗能效果最为显著;所得研究成果可为同类木构架体系的保护、修缮提供技术支持。