敞开式桁架组合简支梁桥结构车辆荷载下振动响应分析

以某敞开式桁架组合简支梁桥结构为工程背景,基于车桥耦合振动分析理论,采用一种简化的车桥耦合振动分析方法,对该公路桥进行车辆荷载作用下的振动响应分析。分析研究了四种行车方式、六种行驶车速下组合桁架梁桥的振动响应。分析结果表明,该桥梁的各项动力指标满足设计安全要求。分析方法可为类似敞开式桁架组合简支梁桥结构设计提供参考。     

神光-Ⅲ原型装置振动激励源稳定性指标权重分配研究

环境振动是影响ICF固体激光驱动器光学元件结构稳定性的主要因素.环境振动包括:宽带环境振动、局部振动等.不同类型振动的大小对光学兀件设计、环境保障设施建造有直接的影响.采用虚拟激励法对环境振动对光学元件稳定性的影响进行了分析,得到了各类激励源的环境权重公式,采用多通道微振动测试仪器对神光-Ⅲ原型装置的振动载荷进行了分析,并根据其大小对其权重进行了确定.原型装置暖通空调振动、真空机组振动、宽带环境振动的权重系数分别为0.457、0.281、0.162,该系数与NIF装置环境载荷权重有较大差别,该权重系数对明确中国ICF装置环境振动特征,改进ICF装置的没计,提升现有装置环境振动控制水平具有一定的指导作用.     

双悬臂式压电振动给料器设计与性能分析

现代化的自动装配对物料输送的平稳性和精确性提出了更高的要求,为了满足工业需求,设计了一种采用矩形压电振子作为激振源、以垂直驱动方式工作的压电振动给料器。通过对双悬臂式压电振动给料器进行简化,并建立其动力学模型,推导出固有频率以及装置振幅的表达式,分析了影响固有频率和振幅的因素。利用ANSYS Workbench软件对装置进行动力学分析,系统固有频率为118.85 Hz,并对装置进行了谐响应分析。结果表明,当驱动电压为200 V时,系统驱动频率为116.00～122.00 Hz,双悬臂式压电振动给料器具备输送物料能力,在最靠近共振点处（118.00 Hz）振动幅值最大,输送效率最高,满足工业生产的使用要求。     

一种高稳定性次镜支撑结构的优化设计

空间光学设备通常具有大口径、长焦距等特点,支撑结构的稳定性对成像质量至关重要。以激光通信终端天线系统为对象,设计了次镜支撑结构,并通过有限元分析检验了设计的合理性和结构的稳定性。根据光学设计结果,针对次镜的设计要求,对不同设计方案进行了分析对比,选择了合理的支撑方案;对比并选择了合适的支撑结构材料,并以分析比较为基础设计了具体结构形式;设计了整体支撑结构并进行了整体模态分析和光学面型误差分析。分析结果表明,次镜支撑结构的基频300Hz,温升与重力作用下面形误差RMSλ/200,主次镜之间的角度变化量10",满足设计指标要求。     

精密光学元件冲击试验台夹具设计

冲击强度试验是精密光学元件可靠性试验中最关键的项目之一,而试验专用夹具对试验结果起着决定性影响。本文通过对冲击试验原理和精密光学元件冲击试验要求的分析,设计了强度冲击试验专用夹具。利用有限元软件Hypermesh和ANSYS Workbench完成了夹具的强度计算以及模态分析,计算结果满足设计指标的要求。利用所设计的冲击试验台对精密光学元件进行了冲击试验,试验结果满足精密光学元件冲击强度试验所需环境的要求,从而验证了计算结果的可靠性。     

立式微铣床结构的优化设计与分析

在立式微铣床的设计期间,对机床常用结构进行拓扑优化分析,初步确定龙门结构基本形状。然后通过Ansys Workbench中的Design Exploration模块设计仿真实验,采用响应面法(RSM),以减小静力变形量和应力为目标,对立式微铣床龙门结构的跨度和高度参数进行了优化,利用权函数法得出该模型下的最优结果,加强了立式微铣床龙门结构稳定性。最后通过有限元分析软件对该立式微铣床整机结构进行了动静态特性分析,对微铣床结构设计上能否满足设计要求进行了校核。     

多台空冷风机工作状态桥架振动特性研究

建立了某大型空冷机组结构有限元模型,对其结构进行了模态分析及风机不同工况运行时桥架强迫振动响应分析.得出了真型结构自振特性和多台空冷风机工作状态桥架振动响应特性,为风机桥架设计提供了理论依据.     

采用轻钢加层时设置VFD的控制应用

由于鞭鞘效应，轻型钢结构自身的层间位移较大，常常不能满足抗震设计要求。根据这一特点，提出在加层中设置粘弹性-摩擦阻尼器（VFD）支撑，对结构振动进行控制，从而使整体结构满足抗震设防要求的全新控制方法，并对设置粘弹性-摩擦阻尼器（VFD）支撑的轻型钢加层砌体结构进行了地震反应时程分析。     

结构隔振原理演示装置研制

应用动力荷载作用下的结构振动响应分析理论,对结构在动力荷载下的隔振进行设计,针对多组不同刚度的隔振材料分析对比隔振效果,研制出直观演示隔振原理和效果的装置较好的指导隔振理论的试验和分析,并能指导教学和研究.     

某异形拱人行桥通行舒适度及其控制研究

综合对比了国内外规范对于人行桥通行舒适度的规定,并以一座异形拱人行桥为研究背景,利用大型通用有限元分析软件Midas civil建立背景工程的有限元模型;参考德国人行桥设计规范中的舒适度评价方法对人行桥进行舒适度评价,并利用调谐质量阻尼器对人行桥进行减振设计.通过对背景工程进行舒适度评价和减振设计,得到一些实用设计分析有益的结果,分析结果表明:本工程在一般的正常使用情况下振动舒适性满足要求;当桥面上行人密度过大,行人交通荷载繁忙的极端状况下时,振动舒适性不能满足要求;采用TMD消能减振装置后,桥梁结构的动力响应均达到建议的峰值加速度范围以内,满足振动舒适性要求.     

中波红外发射系统光机结构设计与主镜的分析和检测

激光准直扩束系统被广泛应用在光通信、光测量等领域,可实现对出射激光准直和扩束,减小激光发散角,增强远场激光辐射强度。根据设计要求和光学系统特点,设计了口径为290mm的卡塞格林式中波红外发射系统,设计了主、次镜装调结构,并完成主镜支撑结构、次镜支撑结构、透射目镜支撑结构及其他部分的结构设计。用ANSYS Workbench对主镜支撑结构进行分析。主镜面形精度采用ZYGO干涉仪进行波像差检测,得到RMS为0.047λ(λ=4.7μm)。结果表明,设计的中波红外发射系统满足准直扩束系统对像质的要求,可实现出射激光的准直和扩束,且结构简单,易于加工装调,具有较高实际应用价值。     

基于ISIGHT平台的大型空间望远镜主镜主动光学系统研究

为了实现大型空间望远镜的高成像质量,建立了主镜主动光学系统模型。对主镜面形校正的算法、主镜面形校正的精度以及主镜面形校正能力等进行研究。首先,对主镜面形校正的算法进行研究。对主镜的镜体结构和支撑方案进行设计,建立了主镜有限元模型。构造了单位主动力矩阵和主镜面形响应矩阵。采用广义逆矩阵法求得了主镜面形校正矩阵。接着,采用多学科分析平台Isight建立主镜面形校正精度模型,以慧差为例,分析了主镜面形校正的准确性。最后,采用Isight平台建立了主镜面形校正能力分析模型,以低阶像散为例,分析了在促动器最大调整力为100N时,主镜面形的校正能力。分析结果表明：主镜慧差的校正精度为4%;力促动器能校正0.467个波长的像散。主镜面形校正算法及模型基本准确,可用来进行主镜面形校正。     

基于遗传算法的结构振动参数识别方法

基于遗传算法,根据结构在动载荷作用下的动力响应观测数据,建立了在时域内同时识别结构振动参数和动载荷参数的数值方法。数值计算结果表明,所建立的基于遗传算法的参数识别方法具有较好的抗观测噪声的能力,当动力响应观测误差达到15％时,参数识别结果的误差小于10％,识别精度可以满足工程要求。     

超大口径凹非球面反射镜的动态干涉测量技术

为了克服超长光路造成的振动和大气扰动的影响,采用动态干涉测量结合补偿法进行超大口径凹非球面的精密检测.通过分析超大口径凹非球面反射镜检测的难点,采用动态干涉仪克服检测中振动和大气扰动,并利用Zemax光学设计软件,以口径3.5m的凹非球面反射镜为例设计了干涉补偿光路.误差分析结果表明,采用动态干涉仪和补偿法进行超大口径凹非球面反射镜面形检测,不仅可以克服振动和大气扰动的影响,还能达到λ/90以上的检测精度.     

30m望远镜三镜系统初步设计与分析

为保证30 m望远镜(thirty-meter telescope,TMT)聚集的光线顺利进入各个终端设备,设计了一套适用于30 m望远镜的精密跟踪指向三镜系统.该系统包含有基于Whiffle-tree原理的三镜支撑系统设计和采用地平式结构的跟踪指向系统设计2两个部分.通过参数化建模手段,在ANSYS中建立了系统的详细模型,联合Matlab完成了98个主要工况下的静力学分析后,对镜面面形结果以及结构变形情况进行了统计总结.最后将面形误差引入到ZEMAX中,分析了三镜面形变化对光学调制传递函数的影响.结果表明:98个工况下三镜位置与理想位置最大偏差为1.28 mm,系统的第一阶谐振频率为15.1 Hz,各工况下三镜面形精度均满足指标要求.三镜面形误差对系统MTF影响较大,但通过主镜主动光学校正后可以明显提高成像质量,满足使用要求.通过分析可知,该方案能够满足30 m望远镜项目的需求.探索与解决巨型望远镜的这些技术问题能够大大提高中国在超大口径光学望远镜上的设计和制造能力,并为建设中国下一代巨型望远镜积累丰富的经验.     

空间遥感器反射镜组件的设计与有限元分析

针对某空间遥感器反射镜的设计指标要求,分析并优化了反射镜的支撑形式和结构参数,得到了质量为23.7kg,轻量化率达到76.2%的反射镜结构。在反射镜基本构型确定的基础上,设计了镜体的支撑结构,通过合理设计柔性卸载结构满足了反射镜结构系统的动静态刚度和热尺寸稳定性要求。采用有限元软件ABAQUS对反射镜组件进行了精确有限元分析,分析结果表明,在1g重力作用下反射镜的面形精度RMS达到3.66nm,在4℃均匀温升载荷作用下反射镜的面形精度RMS达到4.16nm,在1g重力和4℃均匀温升载荷耦合作用下反射镜的面形精度RMS达到5.51nm,反射镜组件的一阶固有频率为137.51Hz。得到的结果显示该反射镜组件完全满足设计指标要求。     

基于CAMAC标准的LVDT信号采集系统

为了满足CNC齿轮测量中心三维测头的使用需求,提高数据测量性能和系统稳定性,提出了相应的设计方案.文中主要从提高系统精度减小电路体积的角度对LVDT信号采集系统中所必需的信号调理、A/D转换和接口电路部分进行了针对性的设计.通过实验验证,测量数据线性度能达到0.93%,重复精度误差为0.13%,A/D转换时间小于0.01ms.可见系统能满足CNC齿轮测量中心的响应速度要求及动态精度要求,能够在齿轮测量领域得到方便、稳定、有效的应用.     

汽车侧碰传感器安装点频响分析与试验

本文针对某轿车的侧面安全气囊有时产生误爆的现象,对其侧面碰撞传感器安装点附近的钢板结构进行了有限元分析,分别应用理论分析和试验得到了安装点的振动加速度频响曲线。经与侧碰传感器安装点动态特性的要求曲线对比,发现其安装点的频率响应在300~500 Hz区间的横向频响幅值超标。于是对侧碰传感器的安装位置进行了改进,提高了安装点钢板结构的刚度。再次对其进行频响分析和试验,其频响特性满足了要求。经道路试验,消除了侧面气囊误爆现象。本文对于研究和设计汽车安全气囊及其控制技术具有一定参考意义。     

高科技设施的微振动一体化主动控制

针对交通扰动引起高科技设施的微振动环境控制问题，提出了一种一体化主动控制微振动的“安静平台”方案。即在建筑物原来楼层地板上安装减震支持的平台，在平台和楼板间安装主动控制的液压作动器，在对建筑物和液压作动器进行一体化建模的基础上进行控制律设计，通过控制平台的微振动来满足设备对微振动环境的要求。对一安装有“安静平台”的3层楼房模型的微振动响应主动控制进行了仿真研究。结果表明，与微振动通用标准BBN—VC比较，平台的微振动水平可以达到最严格的E级标准。     

大跨空间结构地震反应分析的一种高效算法

为了提高大跨空间结构复杂结构体系地震反应分析的效率,将基于荷载的Ritz向量代替特征值向量引入反应谱分析和模态时程分析,与直接积分法和利用特征值向量进行的反应谱和模态时程方法相比,可以将计算时间降至原来的几十分之一,并且能获得较高的计算精度.该方法用于风振和结构的舒适度等其他动力分析同样能取得良好的效果.