小倾角船用齿轮箱耦合系统固有特性研究

小倾角船用齿轮箱由于输入轴与输出轴存在一个夹角,使螺旋桨获得一个入水角,可广泛应用于高速快艇和游艇上,开展小倾角船用齿轮箱系统动态特性研究具有重要的意义。论文以某小倾角船用齿轮箱为研究对象,通过支撑轴承把传动子系统和结构子系统耦合起来,建立齿轮-轴-轴承-箱体耦合系统三维有限元动力学分析模型。用Lanczos方法对系统固有特性进行了分析,获得该小倾角船用齿轮箱固有频率和振型。用锤击法对该小倾角船用齿轮箱固有特性进行了试验模态分析,验证了理论分析的正确性,为小倾角船用齿轮箱的动态性能和优化改进奠定基础。     

小倾角船用齿轮箱系统固有特性研究

小倾角船用齿轮箱由于输入轴与输出轴存在一个夹角,使螺旋桨获得一个入水角,可广泛应用于高速快艇和游艇上,开展小倾角船用齿轮箱系统动态特性研究具有重要的意义。论文以某小倾角船用齿轮箱为研究对象,通过支撑轴承把传动子系统和结构子系统耦合起来,建立齿轮-轴-轴承-箱体耦合系统三维有限元动力学分析模型。用Lanczos方法对系统固有特性进行了分析,获得该小倾角船用齿轮箱固有频率和振型。用锤击法对该小倾角船用齿轮箱固有特性进行了试验模态分析,验证了理论分析的正确性,为小倾角船用齿轮箱的动态性能和优化改进奠定基础。     

横向补给系统高架索在一重和双重内共振下的面内振动

考虑集中质量在高架索上的位置的影响,建立了横向补给高架索系统的面内振动的非线性动力学方程。利用Galerkin方法对高架索偏微分模型进行离散,得到了系统面内振动的直至3阶的标准动力学控制方程。分析了补给过程中,集中质量位置的变化对高架索系统的面内振动的前3阶模态频率的影响,系统的模态频率呈现类似滞回非线性的特征。同时还利用数值方法对1：1：2双重内共振及1：2内共振情况下系统的参数激励振动的非线性动力学行为进行了分析,得到了系统的前3阶模态振动的时间历程曲线和运动相图。研究结果表明,在高架索系统发生内共振时,系统面内振动以前2阶模态振动为主,且存在复杂的倍周期运动现象;而对于1：2内共振情况,只有第1阶模态振动的幅值较大。     

20 kW/1 kWh飞轮储能系统轴系动力学分析与试验研究

大功率高储能量是飞轮储能技术的发展趋势。以城市轻轨刹车动能再生为应用背景,研制了20 kW/1 kWh的飞轮储能系统。采用ANSYS对该飞轮转子支承系统进行动力学建模与仿真,计算出轴系主振型、临界转速与模态阻尼比;并对机座、真空套筒等非转动部件进行模态分析。进行了多次飞轮升降速试验,实时监测并记录飞轮运行全过程的幅频特性。试验结果与数值仿真的一致性较好,为飞轮系统的优化与改进提供可靠的理论与试验依据。     

内部激励下高速列车齿轮箱振动行为及轴承载荷特性实验研究EI北大核心CSCD

内部激励是影响高速列车齿轮箱振动及齿轮箱轴承动载荷的重要因素。借助齿轮箱传动系统试验台架,在多种扭矩与转速工况下,开展了高速列车齿轮箱箱体振动响应及齿轮箱轴承载荷测试试验。对各工况下齿轮箱不同部位的振动信号进行分析,发现特定转速下的齿轮啮合频率能够激发齿轮箱箱体的模态共振,而扭矩能够影响系统的频响特征。对加速工况下的齿轮箱振动加速度进行了阶次跟踪,并通过基于阶次的工作模态识别方法获取了齿轮箱箱体的模态参数,发现齿轮箱的工作模态振型导致了齿轮箱在不同转速下振动行为的差异。通过对比不同工况下齿轮箱振动加速度均方根和实测轴承载荷变异系数,建立了齿轮箱轴承载荷动态特性与齿轮箱振动行为间的对应关系。     

数值计算结合试验测定模态阻尼法

任一种分布的激励必将引起多个模态的响应,试验中要激出单一模态振动是很难的,传统阻尼比估算方法所采用的信号处理手段不能有效分离叠加模态,以致测试阻尼比往往误差较大。从多自由度叠加法动响应分析入手,指出模态混叠现象是制约精确阻尼比测试的重要因素,在阻尼较大、刚度较低时模态更密集、叠加效应更显著,提出通过数值计算进行模态截断以实现"纯模态"提取的方案,推导了共振激励下试验与数值仿真结果中频响峰值谱线表达式,找出二者间的关系,用纯模态计算结果修正测试阻尼比。通过对4块不同板单元进行前8阶试验模态分析与数值计算参数修正,结合频响函数验证了修正阻尼比的数据可靠性,得出了不同结构、材料间阻尼比差异的部分规律。结果表明,模型试验对复合材料板的阻尼比识别准确性要低于钢板,其阻尼性能往往被低估且修正幅度较大,该方法为模态参数识别的进一步研究提供了思路。     

电梯系统共振失效的灵敏度研究

以曳引式电梯为研究对象,考虑电梯曳引绳刚度具有时变特性,对电梯系统建立了8自由度耦合振动的动力学模型。在对系统进行模态分析的基础之上,以影响系统模态频率的动力参数作为随机变量,结合DOE试验方法与神经网络技术,得出系统随机变量与系统模态响应之间的显性函数关系式。依据动态结构系统的固有频率与激振频率差的的关系准则,定义了系统共振的失效模式,并对系统的随机变量进行了可靠性灵敏度分析。研究表明,绳头侧刚度和曳引机支撑刚度对频率共振影响最为明显,因此,在电梯系统设计中可以通过修改该动力参数达到有效降低共振的风险。同时,在实际工作中应该严格关注和监视该动力参数的变化,避免发生共振。     

基于模态灵敏度分析的客车车身优化

针对提高国产某轻型客车的乘坐舒适性,解决车内振动和噪声剧烈问题,本文首先基于有限元仿真和道路试验的阶次跟踪方法进行振动和噪声原因分析,所确定的原因为轮胎激励引起的车身结构共振。为避免共振,以白车身钣金件和骨架的厚度为设计变量,以提高白车身前两阶固有频率为目的,用模态灵敏度理论对白车身进行优化设计和灵敏度分析。然后结合各钣金件和骨架的模态灵敏度和质量灵敏度,设计最优的改进方案并进行试验分析。对比优化前后的试验结果,验证了该优化方案的有效性与合理性。     

基于频响函数识别直升机尾传动轴系非线性的方法

提出了基于测试频响函数识别尾传动轴系非线性模态参数的方法。利用线性的模态分析技术,并结合响应幅值线性化理论,通过步进正弦扫频测试激励尾传动轴系,得到直升机尾传动轴系不同激励水平下的频响函数信息,最终识别出尾传动轴系的非线性模态参数。分析结果表明:随着激励力幅值的增大,尾传动轴系的一阶固有频率减小约2%,而阻尼比增大约1.5倍,且在同一状态下多组试验分析结果一致。提出的识别尾传动轴系非线性模态参数的方法,为进一步精确研究直升机尾传动轴系的动力学特性奠定了基础。     

某型滑油冷却风扇振动特性分析

为避免工作状态下风扇转子由于自身工作转速及相关的激振频率引起的共振现象,通过试验模态分析及数值模态分析结合的方法对转子振动特性进行分析,并与改进前的转子进行对比。结果表明,以静子尾流产生的激振力对应的共振转速与转子的工作转速相接近,改进后的转子各阶固有频率提升但共振裕度减小,因此在风扇使用过程中应保证其完整性,从而避免疲劳断裂等安全隐患。     

基于预试验分析的复杂箱体结构试验模态研究

论述了预试验分析原理和模态测试理论,在此基础上,以某型复杂变速箱箱体为研究对象,建立其有限元模型,进行预试验分析,优化结构模态试验的响应测点数目及位置、激励位置及方向;并进行了锤击模态试验,识别出表征箱体动力学特性的各阶模态参数;通过分析试验所得频响函数和模态置信判据准则(MAC),与预试验分析进行比较,结果表明预试验确定的测点和激励点是合理的,模态试验所识别模态参数是可信的.     

阻尼处理降低重型卡车驾驶室低频噪声

提出一种基于模态分析的重卡驾驶室低频噪声控制方法,将其应用于一款在怠速工况下低频轰鸣噪声较严重的重型卡车上。首先对车内噪声的频谱特性进行测试分析,获取低频噪声的频率成分信息。然后对驾驶室白车身进行模态分析,确定噪声峰值频率与车身结构振动关系,并对该部位采用阻尼处理以降低结构辐射噪声。对处理后的试验车进行噪声评价测试,结果表明主要频率处的噪声峰值降低了5.4 dB(A)～7.5 dB(A),试验车驾驶室低频噪声得到有效控制。     

基于Workbench研究变位系数对齿轮振动特性的影响

目的针对目前某些封口机减速箱中齿轮设计不合理等问题,提出改善齿轮振动特性的新思路,改变齿轮的变位系数。方法通过模态分析来确定机构的固有频率和振型等系数,以直齿轮的变位系数为自变量,利用Solid Works进行齿轮三维建模,将模型导入Ansys Workbench中进行模态分析,最后将得到的数据导入Matlab进行分析,进行多项式拟合。结果直齿轮的固有频率会随着变位系数的增加而减小,且在变位系数为0处会出现突变,固有频率随着变位系数的增加在小范围里先减后增,变化曲线可用十次曲线精确拟合。结论为研究齿轮固有频率、振型以及对封口机减速箱进行优化设计提供了参考。     

基于改进VMD的风电齿轮箱不平衡故障特征提取

变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)是一种不同于递归式模态分解新方法,具有优良的频率剖分特性,但其在处理信号时受分量个数影响严重,通过主观经验难以合理设置该参数。针对该问题,利用奇异值分解清晰的信噪分辨能力,根据奇异值最佳有效秩阶次自动搜寻VMD的分量个数,提出了一种改进变分模态分解的风电齿轮箱不平衡故障特征提取方法。通过仿真信号及轴不平衡实验信号对该方法进行了验证,并将其应用于风电齿轮箱稳定工况下的现场故障诊断中,均成功提取出微弱特征频率信息,实现对齿轮箱不平衡故障的有效判别,具有一定可靠性。     

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。     

结合模态声学贡献量与板面声学贡献量的减速箱降噪技术研究

以单级人字齿轮减速器箱体为研究对象,采用FEM/BEM方法计算了箱体的辐射噪声,分析了箱体振型对辐射噪声的影响。通过计算各阶模态的模态参与因子以及模态声学贡献量,确定了对箱体输入侧、输出侧场点上的辐射噪声贡献最大的模态阶数。依据模态声学贡献量分析结果,提出了肋板和阻振质量的合理布局方式。分析结果表明,箱体各面板的弯曲振型对辐射噪声的影响最明显;当声学贡献最大的模态确定后,在对应振型中各面板弯曲振型最明显的位置添加肋板或阻振质量,可明显降低面板同侧场点上的辐射噪声。     

模态质量参数测试方法研究

模态质量和模态刚度参数可通过结构固有频率相互导出,在结构动力学设计中占据重要的地位。本文对模态质量获取方法进行了研究,重点在于试验测试方法,并应用于实际梁结构,表明基于频率变化率的试验方法得到的结果误差可控制在20%左右,能够满足实际工程的需要。     

汽车变速箱噪声源识别及噪声控制

应用振动、噪声谱分析和相干函数分析技术,从理论上说明变速箱噪声源识别的依据.对一台重型卡车的16档变速箱进行了振动噪声测试分析,找出该台变速箱产生强烈冲击噪声的主要原因在于其一轴弯曲,经过采取相应的降噪措施,最终整机噪声降低3dB（A）.     

土压平衡盾构机行星减速器动态性能测试与分析

根据实验模态分析理论,进行了减速器的模态实验,获取了系统频响函数及模态频率。依据盾构机三级行星减速器大传动比的工作特性,设计了背靠背能量回馈实验台架动态测试方案。基于行星减速器结构特征及模态频率,确定了振动噪声测点布置和信号采集参数。测量了额定载荷下减速器的振动加速度,分析了其振动特性。采用数值积分计算了振动速度响应,综合评价了减速器振动烈度。在采用隔声罩有效降低了背景噪声的基础上,运用声压法进行了减速器噪声测试,验证了噪声实验数据的合理性。振动噪声信号时频分析及边频特征表明齿轮制造精度较高。实验结果表明该盾构机主减速器振动噪声性能指标达到了项目要求及设计目标。     

粘性阻尼系统频响函数计算方法

基于复模态理论和幂级数展开原理,导出了一种求解粘性阻尼系统频响函数的模态加速方法。与常规的模态展开法相比,该方法可大大减少模态截断误差。根据外激励频率所处于的系统频段,该方法可对系统的中-高、低-高阶模态实施截断和加速。通过对一数值实例计算表明,上面提出的方法很有效,通常只需计入幂级数前少数几项即可使频响函数达到很高的精度。