特种输液（汽）管道振动固有特性分析

根据动力学理论将特种输液（汽）管道简化为Euler-Bernoulli梁,根据边界条件及实际工况,应用解析方法解出系统的前3阶固有频率。从结果中发现温度、隔热层和接头边界条件影响特种输液（汽）管道的横向振动固有频率。同时采用ANSYS分析软件建立管道的有限元模型并对其进行模态分析,得到各阶固有频率数值解。将解析方法和数值方法所得固有频率与模态试验结果对应频率值进行对比分析,比较结果表明计算结果同试验测得的频率符合很好。     

柴油机排气系统振动特性数值仿真与分析

使用Pro/E软件建立某电站应急柴油机排气系统的三维模型,使用HyperMesh软件划分有限元网格,导入有限元软件ANSYS中对结构进行仿真计算,得到该排气系统模态特性。在此基础上,采用谐响应模拟分析柴油机激振力并对排气系统进行振动分析,进而评价金属波纹管对排气系统的隔振效果。     

输流波纹管流固耦合振动的初步研究

从一般输流管道系统振动理论和波纹管的特殊结构出发,以上海光源单色仪晶体冷却循环系统为背景,对流体诱发的波纹管振动进行了初步研究.利用数值方法,建立了波纹管一流体耦合系统的模型,通过计算手段反映了这一物理现象并验证了ANSYS计算流固耦合问题的可行性.探讨了流致波纹管振动的振动机理,并对该振动的特点进行了分析.最后根据计算和分析结果,提出了抑制流致波纹管振动的可行办法.     

某汽车排气系统振动特性

建立某汽车排气系统的有限元模型,对其进行模态分析仿真,得到排气系统的前若干阶的固有频率及其振型。基于模态分析和排气系统的振动测试结果,对排气系统在发动机不同转速下的激励引起的振动进行分析,研究排气系统的振动特性,提出结构的改进意见,为提高排气系统的工作可靠性和使用寿命提供参考。     

多约束条件下采煤机摇臂横向振动分析及试验验证

摇臂是采煤机的关键执行部件,起调节滚筒截割煤岩高度的作用,其在复杂工况环境下会产生强烈的振动。为了研究采煤机摇臂的横向振动特性,首先,对采煤机摇臂及其连接件进行理论建模,建模时将摇臂简化成梁模型、滚筒简化成集中质量块、小摇臂简化成刚性杆以及调高油缸简化成弹簧阻尼系统;然后,根据欧拉-伯努利梁理论构建采煤机摇臂横向振动微分方程,并基于等效替换原则构建其约束方程;接着,利用谐波函数法对采煤机摇臂的横向振动微分方程进行求解,得到其各阶模态的固有频率解析式;最后,利用采煤机模型进行摇臂模态试验,并与理论计算结果进行对比验证。结果表明：基于理论模型计算得到的摇臂前6阶模态的固有频率为1 129,7 036,7 118,17 756,19 800和30 100 Hz,通过试验测得的摇臂前6阶模态的固有频率为1 078,6 268,6 310,15 886,18 938和27 714 Hz;计算值相对于试验值的误差分别为4.73%,12.25%,12.81%,11.77%,4.55%和8.61%,均小于15%,在合理误差范围内。研究结果表明,所建立的采煤机摇臂横向振动模型具有一定准确性和实用性,可为采煤机摇臂的结构优化提供理论支撑。     

用于阻尼器试验的斜拉索等效模型建模

该文提出一种便于试验室内布置的短梁模型等效斜拉索,利用该模型可进行足尺拉索阻尼器试验研究。等效原则为,附加阻尼器后等效模型一阶振动频率及模态阻尼与其原型按张紧弦理论计算得到的相应值相等。该文首先提出了等效模型的概念及参数;然后,对比水平张紧弦-线性粘滞阻尼器系统的振动分析理论,对等效模型进行了自由振动和有阻尼振动的参数分析,采用数值方法分析了模型的振动特性;最后比较模型与原型的振动特性,提出确定模型参数的方法。数值模拟结果表明:按上述方法得到的等效模型与原型一阶振动频率及附加相同阻尼器后模态阻尼比的差值均小于5%,等效模型具有良好的精度。     

基于参数识别的贴片机键合臂约束工况模态提取与特征分析

为掌握键合臂的模态特性对保障贴片机键合精度的影响,建立键合臂的模态特性综合对比分析模型,以简化安装工况下的键合臂为对象,通过理论计算与实验测试相结合的方法对比分析键合臂的约束模态特性。通过ANSYS有限元数值计算得到前6阶振型特征,并以此为参考确定实验中激振点布置方案,然后联合使用LMS Test.Lab锤击系统和POLYTEC激光测振仪等工具对键合臂进行模态实验。通过模态参数特征识别和提取,经一致性对比分析,得到键合臂准确的模态参数和刚度分布情况。研究表明,键合臂的一阶固有频率为306 Hz,远高于外部激振源最高频率,动态特性满足设计要求。研究结果为贴片机键合臂的结构轻量化、结构优化及整机的防振、抑振等提供理论支撑和实验参考。     

中浓纸浆输送系统储浆罐的自振特性分析

为了研究对中浓纸浆输送系统储浆罐的固液耦合自振特性问题。利用ANSYS软件建立有限元简化模型,采用缩减法对储罐的自振特性进行分析,提取前30阶模态并给出部分模态的三维振型图。结果表明,储罐模态振型呈环向多波形式,罐内中浓纸浆悬浮液的晃动幅度呈中心弱,四周强的趋势。分别采用有限元计算方法和现行标准中理论公式的计算方法对系统固有频率进行求解,发现两种方法计算的结果基本一致,表明文中所建有限元模型是合理的,为该储罐动力分析的进一步研究提供依据。     

基于特征正交分解的三维壁板非线性颤振分析

基于von Karman 大变形理论及活塞理论建立超音速流中壁板的气动弹性方程。采用特征正交分解法 (POD)结合向伽辽金法(Galerkin)的映射这样一种半解析法建立降阶模型(ROM)求解三维壁板的非线性气动弹性问题,并与传统的Galerkin法对比。发现并证明了POD数值模态与伽辽金法简谐基函数之间转换矩阵的正交性,从而简化了POD降阶模型的建立过程。通过数值算例考察了POD法的准确性、收敛性及高效性。结果表明POD降阶模型能够以更少的模态,更高的计算效率达到与Galerkin法同样的精度。以长宽比4为例,POD法以2个模态,3s的时间计算了壁板的振动响应;而Galerkin法需要16个模态,900s的时间。     

高速定转子均质机转子叶片振动模态分析

采用对接加载模态综合分析法,将定转子均质机关键元件转子系统结构简化为叶-盘系统,对单个转子叶片进行有限单元划分,分析得出了转子转速为4 500 R／MIN时振动频率响应分布趋势;前10阶扩展模态分布具有一定的规律性,在初始4阶模态状态时频率波动小,且与系统固有频率近似;从第5阶模态以后分布波动较大, 且波动幅度很接近,约为20HZ。分析结果有利于定转子均质机关键元件转子系统结构的优化设计。     

S型悬臂梁柔度性能的计算与分析

基于线弹性和小变形假设理论,以卡氏第二定理为理论基础,推导了S型悬臂梁x向、y向和z向柔度的解析计算公式,利用有限元方法对柔度解析式进行校验。通过定义柔度比函数,比较了倒角S型悬臂梁、直梁S型悬臂梁和圆弧S型悬臂梁的柔度性能。结果表明:S型悬臂梁各柔度计算公式的相对误差均在10%以内,理论分析与仿真结果基本吻合,验证了S型悬臂梁各柔度解析式的正确性。当倒角S型悬臂的γ=0.2时,圆弧S型悬臂梁的x向和z向柔度最大,直梁S型悬臂梁的y向柔度最大。当α=18,β=6时,直梁S型悬臂梁的y向柔度最大,圆弧S型悬臂梁的z向柔度最大;倒角S型悬臂的参数0.2≤γ≤2.2时,圆弧S型悬臂梁的x向柔度最大;倒角S型悬臂的参数γ>2.2时,倒角S型悬臂梁的x向柔度最大。本文的研究内容为S型悬臂梁的工程设计和应用提供了理论基础。     

调频型颗粒阻尼器参数优化方法及有效性评价

基于调频型颗粒阻尼器(Tuned Particle Damper,简记为TPD)的简化线性分析模型-双调谐质量阻尼器(Doubly Tuned Mass Damper,简记为DTMD)模型建立了TPD的数值优化方法,对TPD的参数进行了分析和优化,建立了TPD的简化非线性分析模型及其参数计算方法,并利用该简化非线性分析模型对上述TPD数值优化方法进行了评价。理论和数值研究结果表明：与单TMD相比,TPD简化线性分析模型-DTMD的减震频带更宽,控制效果的鲁棒性更好;依据数值优化方法得到的TPD具有良好的减震控制效果;TPD简化非线性分析模型及其参数计算方法,可为颗粒阻尼器的应用提供一定的理论和数值分析指导。     

退化串联可修系统瞬态可靠性分析

可修串联系统是一类经典的可靠性模型,在实际工程中较为常见．为满足工程实际需求,所研究的系统由2个部件和1个维修工组成．假设工作时间、维修时间和部件更换时间均服从指数分布,在维修之后系统不能修复如新．系统采用部件故障N次之后将被更新的维修策略．在这些假设下利用几何过程和马尔科夫过程对系统进行建模,再利用半马尔科夫过程和数值积分方法给出系统瞬态可用度和（0,t］时间内故障次数的计算公式．最后给出算例并应用Monte Carlo方法对所得公式进行验证．为进一步研究复杂机械系统的可靠性提供了理论基础．     

EPB盾构机推进系统振动响应分析

盾构机推进系统可以看作一个振动系统,为了研究土压平衡式（earth pressure balance, EPB）盾构机推进系统对初始条件的振动响应,用模态迭加法推导了无阻尼系统对初始条件的振动响应计算公式,在此基础上考虑地基弹簧的影响建立了五自由度无阻尼EPB推进系统振动模型,并推导了该振动模型对初始条件的振动响应.分析算例振动响应得出了绕X轴和Y轴的初始角度对推进系统的姿态影响很大.当初始角度为1°时,盾构机推进系统就会发生高达2753°的偏转,这样对盾构机姿态角的调整会产生很大的挑战,甚至会使盾构机偏离计划路线太多无法完成掘进工作.研究结果对工程上EPB盾构机掘进过程中姿态角调整具有一定理论指导意义.     

一种振动失调反射光学系统模拟计算的实验分析方法

在光学元件动力学计算模型和光线传输失调模型建立的基础上,形成了一种振动失调反射光学系统的模拟计算方法。分别通过模态实验和振动台实验对系统模型进行验证和修正。实验和模拟的结果对比表明:修正后元件动力学模型的模态参数计算结果和实验结果偏差在5%以内,修正后振动失调反射光学系统模拟计算结果与振动台测试结果偏差在17%以内,得到了可靠的振动失调反射光学系统模拟计算方法,为光学系统的抗振性能分析和减振分析奠定理论基础。     

新型基底摇摆隔震桥墩柱抗震性能试验与分析

基底隔震结构已成为当前国际上研究新型结构抗震性能和开发新型结构抗震体系的热点方向之一。该研究提出了一种通过增设加台和高阻尼橡胶垫块的新型基底摇摆隔震桥墩模型,介绍了该新型基底摇摆隔震桥墩的具体构造细节,阐述了该桥墩的减隔震原理和优点,并通过振动台试验得出了该新型桥墩能够显著降低墩顶水平加速度和墩底应力值,但同时会增大墩顶水平位移的结论;过大的墩顶水平位移会影响桥墩的正常使用极限状态,以墩顶水平位移为设计控制要点,考虑墩柱在实际摇摆提离过程中的加台受压区宽度和墩柱弯曲变形的影响,通过静力平衡条件建立墩顶水平地震力F与墩顶水平提离位移δ的力学关系式,并引入位移动力放大系数β考虑实际桥墩墩顶动力位移Δ,使得其墩顶水平位移Δ满足铁路桥梁规范墩顶允许位移5 L数值要求。通过对理论推导关系式进行验证,结果表明理论推导的力学关系式和数值模拟结果整体上符合较好,并分析了存在偏差的主要原因。     

某轿车排气系统振动分析

联合有限元软件与AVL-Excite软件,对某轿车排气系统进行模态与强迫振动分析。首先利用有限元软件对排气系统做自由模态分析,初步分析其吊耳点布置合理与否。然后利用有限元软件对排气系统进行自由度缩减,提取其质量矩阵、刚度矩阵、主节点自由度信息及模态信息,整合到内燃机-排气系统多体动力学模型中,对排气系统进行受迫振动分析,充分考虑其弹性变形与模态共振对振动响应的影响。得出排气系统任一点上的振动响应及排气管路长度上的振动传递率,考察其振动耦合特性;为排气系统的空间走向和结构设计提供强有力的依据。     

多级齿轮传动转子系统的模态缩减与振动特性分析

提出了一种适用于多级齿轮传动转子系统的模态缩减法,以某透平驱动水泵系统为研究对象,采用有限元法建立了系统的动力学模型,并利用模态缩减法减少了系统自由度。在此基础上研究了系统的固有特性、不平衡量与静态传递误差引起的稳态响应、启动状态下的瞬态响应以及稳定运转下突加不平衡时的瞬态响应。结果表明,在计算系统的固有频率和稳态响应时,缩减后的模型相比于原模型依然具有较高的精度。静态传递误差激励在低转速范围内即可激发系统的高阶模态,为保证计算精度,在计算静态传递误差激励引起的响应时应保留一定数量的自由度。在计算瞬态响应时,缩减后的自由度模型相比完整模型节省计算时间超过90%,且偏差很小。综上所述,提出的模态缩减法在保证计算准确性的同时大大缩减了计算时间,为多级齿轮传动转子系统动力学特性的准确预测和分析提供了高效可靠的方法。     

U型波纹管的扭转振动固有频率的计算

采用等效的薄壁圆管模型来分析U型波纹管的扭转振动固有频率,为此要确定U型波纹管的等效半径和扭转刚度。等效半径采用两种计算方法。扭转刚度的计算即采用了钱伟长关于旋转壳的扭转刚度积分公式,也采用了等效的圆管模型方法,由此得到的相应的U型波纹管扭转固有频率的计算方法分别称为积分法和简化法。没有关于波纹管扭转固有频率的实验见诸文献。采用有限元法来验证上述计算方法,取得了很好的一致。积分法更为精确,简化法更适于工程计算。