复杂隔振结构激励下弹性基础振动及声辐射分析

针对隔振结构-弹性基础耦合结构向外声辐射问题,本文采用刚体理论及改进的傅里叶级数方法建立以任意边界弹性板为基础的双层隔振耦合结构数学模型。采用瑞利-里兹方法得到整个耦合结构的强迫振动响应,继而通过提取表面振速分布计算基础弹性板向外的辐射声功率。结合隔振结构的布置情况,以隔振器安装点的振动作为表征,探讨了耦合结构振动模态与基础板声辐射模态之间的耦合对应关系。最后计算并分析了基础边界条件对基础板向外辐射声功率的影响。     

弹性支座对桥梁车致振动的隔振效果研究

为探讨列车高速通过桥梁时传递到桥墩的振动受弹性支座的影响,建立了12个自由度的弹簧-阻尼单元模拟支座,嵌入到车-线-桥耦合振动分析模型中。以高速铁路上典型的32 m混凝土双线简支梁桥为研究对象,采用包含支座单元的车-线-桥耦合振动分析程序进行仿真计算。结果表明:车辆的轮重减载率和竖向振动加速度受支座竖向刚度的影响很小;支座竖向刚度降低,桥梁响应中的静力成分逐渐增大,动力成分则先逐渐减小,再逐渐增大;采用弹性支座,墩顶全频域内的减振效果主要取决于优势频段20Hz~80Hz频率范围的振动衰减量;弹性支座隔振系统的自振频率为10Hz~20Hz,能够吸收中高频振动,放大自身频率范围振动,反映出弹性支座在中、高频段具有很好的隔振性能。     

基于2.5维有限元-边界元分析轨道随机不平顺影响下的铁路地基振动

建立了完善的2.5维有限元-边界元耦合模型分析移动谐荷载作用下钢轨、扣件、轨枕、道砟、路基和地基等各部分的振动响应;利用既有的车辆-轨道-路基-地基耦合系统垂向振动解析模型得到轨道谐波高低不平顺引起的垂向动态轮轨力;在此基础上,结合轨道随机不平顺功率谱密度,提出了列车运行引起的地基振动功率谱计算方法。对比分析了地基表面测点垂向振动加速度级的理论计算与现场实测结果,证明了本文模型的合理性。模型能有效地分析具有复杂横截面形状的轨道-路基-地基系统的振动响应以及多种轨道、地基减振隔振措施的影响,且具有较高的计算效率,适用于铁路线路设计阶段的方案比较研究。     

城市轨道交通临近建筑的隔振分析

基于车辆-轨道垂向耦合模型获得的地铁轨道路基振动激励,建立了采用粘弹性边界平面有限元地层模型,分析了地面振动响应特点;分析了叠层橡胶垫、圆柱形螺旋港弹簧和碟形弹簧三种隔振元件的力学性能,讨论了建筑基础隔震技术在城市轨道交通领域减振应用的可能性;采用一四层框架作为研究模型,分析了基础隔振框架随结构竖向自振特性变化的振动响应规律,并提出设计建议.分析结果表明:地铁路基荷载一般在10 Hz以下,集中在5 Hz以内,主要表现在低频段;水平与竖向结构动力响应均应考虑;现有隔振元件竖向刚度经过适当调整,或者采用适当的组合形式,是可以满足对城市轨道交通引起的建筑结构振动控制的要求;隔振结构竖向第一自振频率控制在3 Hz-5 Hz范围内.并在隔振层附加5%-10%的阻尼,可以获得70%竖向减振效果.     

某型急救车担架台隔振特性仿真分析与优化设计研究

根据某型急救车的振动特点,借助系统动力学仿真软件ADAMS,建立了包括车厢、车载担架和卧姿伤病员在内的18自由度虚拟样机模型.通过仿真分析与优化设计,得出了合理的减振方案,并对系统优化前后的冲击隔振效果进行了简化计算.各种分析结果表明担架系统的振动响应特性得到了有效改善.     

新型阻尼环对转子-齿轮传动系统弯扭耦合振动的减振研究

结合动力减振器与干摩擦减振器的工作原理,以研究减振为主要目的,设计了一种新型的阻尼环。以某航空发动机转子实验台为研究对象,基于集中参数法建立了带阻尼环的转子-齿轮传动系统的弯扭耦合动力学模型。采用Runge-Kutta法数值求解系统的振动方程,并分析其在工作频率范围内的动力学响应。在此基础上,进一步分析阻尼环的安装刚度、安装阻尼、摩擦力等参数对系统振动响应的影响规律。计算结果表明:与传统阻尼环相比,新型阻尼环对转子-齿轮传动系统在高频范围内的弯扭耦合振动影响较明显;在一定的范围内增大阻尼环的结构参数,将对系统在高频范围内起到明显的减振效果,包括:转子的弯曲振动和齿轮的扭转振动;阻尼环的结构优化设计对转子-齿轮传动系统的减振效果起到重要的作用。     

封闭弹性长方体与柱状体连接结构的辐射声场分析

建立了以机械方式连接的封闭弹性长方体与弹性圆柱体的外辐射声场模型。通过在弹性板和壳的四周以及两弹性结构连接点之间施加假想的弹簧系统模拟不同的边界条件和连接条件,利用汉密尔顿函数和瑞利-李兹方法,推导出了腔体外辐射声场的解析解。该模型充分考虑了弹性结构之间的振动耦合以及弹性结构与腔体内声场之间的耦合。通过算例表明,弹性结构的辐射声场主要由其中的直接受力件的辐射声场所决定;弹性结构连接点处线弹簧的刚度变化对辐射声场的影响较旋转弹簧大。同时,运用有限元法计算两个腔体内的声模态和弹性结构的振动模态,及其耦合系数,结合边界元法计算出腔体外的声压响应,并将此数值仿真结果与前面导出的解析结果进行比较,验证理论推导的正确性。     

行驶车辆引起复杂场地及结构振动的试验研究

对行驶车辆引起复杂场地及结构振动的实际工程进行了现场测试,将跑车试验实测数据与数值模型计算结果进行对比分析,验证了车辆-场地耦合振动理论的正确性.隔振前后用跳车试验比较了隔振沟对场地及结构的隔振效果.结果发现,行驶车辆所引起的场地振动响应随着车辆行驶速度的增大而增大,随着测点与振源的距离增大而减小;地形增高会对振动响应产生放大效应;合适深度的隔振沟能够减轻道路表面波的振动,有效阻隔中高频率波的传播,从而减轻结构振动.     

地铁引起的建筑结构振动及噪声分析

针对上海地铁附近某拟建建筑的振动与噪声问题,建立结构的有限元模型,输入场地实测地面振动加速度激励,计算结构振动的加速度响应.结合噪声预测模型,给出建筑结构内声场分布规律,并结合工程实例,对浮筑楼板隔振降噪措施效果进行分析,结果表明浮筑楼板隔振降噪效果一般.     

声振耦合声场分析与结构隔振降噪

以实测某鼓风机组管路振动载荷为激励源,应用ANSYS有限元软件和Virtual Lab声场模拟软件模拟楼板振动所产生的室内声场和声场在不同频率下的声振强弱耦合状态。模拟结果表明,声场在400 Hz以下的区域声振耦合不明显,400 Hz以上存在声振强耦合现象,声振强耦合模型的模拟结果与实测结果比较吻合。通过分析载荷谱和噪声频谱的频带特性,选用常见的阻尼隔振器和中间小质量块组成二级隔振系统,计算系统的振动传递系数,达到理想的隔振降噪效果。     

基于统计能量法的飞行器结构声振响应分析

基于统计能量分析(SEA)原理,对高超声速飞行器X-43A建立SEA模型,采用理论、经验公式及试验数据确定SEA模型的三个参数。将数值模拟计算结果与噪声试验值进行对比,结构声振响应的统计能量分析与试验结果趋势上较为一致,但低频段二者差异较大,高频段较为吻合;结构舱内响应噪声声压的计算值与试验测量值相比,不论在高频还是中低频,二者都较为一致,误差约3 dB,说明统计能量分析法对振动噪声环境预测是比较可靠的。     

基于INM模型的天津机场飞机噪声污染预测与防治研究

随着我国航空运输业的不断发展,飞机噪声污染问题已经成为限制民航发展的主要问题之一。调查统计了天津机场2018 年实际航空业务量和规划航空业务量,利用INM模型计算飞机噪声并绘制等值线图,根据计算结果分析飞机噪声对周边环境的污染情况。计算结果表明,受航空业务量增加和第三跑道建设的影响,天津机场周边受飞机噪声影响的面积和人数显著增加。结合国际民航组织（ICAO）针对飞机噪声控制提出的“平衡做法”,研究天津机场可以采用的噪声污染防治措施,主要包括减少噪声源、土地使用的合理规划和管理、采用减噪飞行程序。     

圆柱壳体振动声辐射效率数值计算分析

利用有限元、边界元和统计能量分析方法并结合软件对圆柱壳体在流场中受激振动及声辐射效率作了数值计算分析研究。利用ANSYS软件计算壳体的模态及其在流场中受点激励时的振动响应。然后结合SYSNOISE软件和AUTOSEA软件分别计算壳体在流场中声辐射效率在低频段和高频段时的频率响应。从而建立一套圆柱壳体在流场中振动声辐射效率在全频段的数值计算分析方法。     

某拖拉机驾驶室声学特性分析与改进

为了降低拖拉机驾驶室内中高频噪声,建立基于统计能量分析(SEA)方法的驾驶室内噪声预测模型。通过理论计算和试验方法确定模型的基本参数和激励输入,通过仿真与试验对比验证了SEA模型的准确性。最后对驾驶室内声腔的功率输入分析,得到对驾驶室内噪声贡献较大的板件子系统,据此提出有针对性的声学包装改进方案,仿真结果表明该声学包装设计方案可以有效降低驾驶室内中高频噪声,总声压级降低1.87 d B(A),为拖拉机驾驶室内噪声控制及声学包装优化提供有效依据。     

动圈式扬声器数值分析方法

为了全面和准确地预估扬声器的声学特性,提出了一种动圈式扬声器数值分析的完整方法。该方法包括磁路分析、振动分析和声场分析三个方面,基于有限元和边界元法实现对数值模型的求解。以某型号动圈式扬声器为例,详细介绍了三方面的数值分析网格模型、方法、原理、技术难点和结果,同时利用Klippel R&D测量系统和B&K Pulse系统等设备进行了精确测量,将数值分析结果与实际测量结果进行比较分析。实验结果表明,分析得到的力因子Bl值、共振频率、振幅响应以及频率响应曲线等都与实际测量结果基本吻合。     

基于统计能量法的变速箱振动特性研究

应用统计能量分析方法对变速箱结构进行高频振动特性的分析。通过有限元计算得到1/3倍频程频带内的模态数目,确定适合统计能量分析的频率范围。研究复杂结构等效质量的试验方法,测量得到两个子系统的等效质量、内损耗因子和耦合损耗因子。结合测量结果,在VA One中建立统计能量分析模型,计算得到随机激励力作用下的振动响应,并与试验测量结果进行对比,验证结果表明所建模型是正确且有效的。运用所建立的变速箱SEA模型计算在实际工作激励下的振动响应。结果表明统计能量分析方法可以有效地对复杂结构的高频振动特性进行分析。     

喷涂式阻尼车轮振动声辐射特性分析

分析某直型辐板车轮喷涂阻尼材料与否的振动声辐射特性。通过力锤敲击试验,获得车轮的固有频率、模态阻尼比及频率响应函数,分析喷涂式阻尼车轮振动特性。通过半消声室声辐射测试,给出喷涂式阻尼车轮的声能量级,结合车轮振动分析声辐射特性。结果表明,喷涂式阻尼车轮可以有效降低车轮振动和声能量级,与裸轮相比,径向激励下总声能量级可降低6.4 dB,轴向激励下总声能量级可降低4.3 dB。     

轮对振动和噪声的分析

以轮轨表面粗糙度为激励,利用车辆-轨道多刚体耦合振动模型计算轮轨作用力.利用有限元理论建立轮对的有限元分析模型,以轮轨作用力为激励进行轮对的振动频响分析.以振动响应分析结果作为边界条件,利用边界元理论建立轮对边界元声学分析模型,对轮对振动声学特性进行了计算分析.其结果与公认的模型和软件的计算结果相比具有较好的一致性,证明本文做法的正确性.     

摩托车发动机缸头异响的监测方法研究

针对摩托车发动机缸头异响振动信号,使用时域统计函数计算各个循环内的异响特征值;通过与正常发动机频谱对比,找到了异响的特征频率;利用阶次分析研究了正常与异响发动机振动信号的能量分布,以及它们各阶次的能量差异。分析结果表明,三种方法能够正确识别缸头异响。     

电厂球磨机筒体辐射声场的计算

本文将噪声预测理论应用到球磨机的降噪工程上,针对球磨机建立了结构和激励简化模型,采用半解析的组合梁函数法求解出振动响应后,结合边界元方法计算了辐射声场分布。计算结果正确预测出近场中低频段的指向性特点和远场声压级水平,与实测谱值有较好的一致性。