旋翼/机身耦合问题的CFD/CSD分析方法

提出了一种高精度的直升机旋翼/机身耦合系统振动响应分析方法。通过非定常Euler/N-S方程与准定常气动力相结合的方法来进行弹性旋翼流场分析,利用CSD软件建立精细的机身三维结构有限元模型,用15自由度非线性中等变形梁单元来建立旋翼动力学模型,最后采用带配平的松耦合迭代方法求解系统响应。以某小型直升机为例,分析了悬停状态下机身典型位置的振动响应,计算结果与实验值吻合良好。研究了前飞速度和机身弹性运动对机身振动水平的影响,结果表明,在小速度和大速度前飞时,机身振动响应随前飞速度的增加而增大;在中等速度段,机体振动水平则基本保持不变。     

稳瞄稳向系统可视化仿真平台研究

以防空作战条件下稳瞄稳向系统的研究需求为背景,为实现作战过程的三维一体化仿真,设计基于MFC框架的Open GL可视化仿真平台实现方案;建立稳瞄稳向系统可视化仿真平台所需的3D模型;通过模型格式转换与加载、模型位姿控制数据的读取,模拟防空作战条件下4个阶段的稳瞄稳向过程。通过与实测数据的连接表明:该可视化仿真平台可作为稳瞄稳向系统性能的验证平台,对系统性能进行直观的评判,具有一定的参考价值。     

先进测量实验区素地环境振动实测与分析

素地环境振动实测与分析对于先进测量实验室建设意义重大,可用于指导先进测量实验室建设选址的适用性和环境振动控制设计。以中国计量科学研究院先进测量实验区选址为例,采用环境激励法对其素地环境振动进行现场测量,通过1/3倍频程分析法对测点速度时程数据进行处理。结果表明:稳态工况下1~100Hz频段该地块振动速度均方根值低于VC-F标准,但在12.5~20Hz频段振动速度最大值接近或大于VC-G标准,振动主要来源于21:00~次日10:00集装箱码头装卸货物时引起的随机振动,如果移除集装箱码头将有助于满足实验室振动控制VC-G标准要求。大型巴士在规定工况下运行时,实验室最佳退让距离分别为195m、182m和160m,这样可满足8~25Hz频段环境振动控制VC-G、VC-F、VC-E标准要求。通过对周边道路交通不同工况下环境振动的测试和分析,可确定不同环境振动标准实验室建设最佳退让距离。     

直九-2稳瞄操作控制系统的设计

 稳瞄系统是直升机上重要的光电系统,稳瞄操作控制系统是稳瞄系统的一个重要的子系统,稳瞄系统中所有的人工操作都是通过稳瞄操作控制系统来完成的.采用单片机来实现稳瞄操作控制系统的功能,介绍了80C196单片机系统和PC104嵌入式系统的硬件结构和软件设计.该系统目前运行状况良好,满足了设计要求.     

稳瞄稳向系统FOG随机信号处理方法研究

为辨识稳瞄稳向系统中光纤陀螺(fiber optical gyro,FOG)主要噪声,研究基于Allan方差的FOG随机信号处理方法;在静态条件下,对稳瞄稳向系统三轴FOG输出信号进行数据采集,并进行Allan方差分析,通过最小二乘拟合,分别计算FOG 5个随机误差系数;经分析得出稳瞄稳向系统FOG输出信号主要噪声为速率随机游走与速率斜坡噪声。该研究可为简化稳瞄稳向系统误差模型,实现FOG噪声信号重点滤除,提高系统性能提供理论参考与依据。     

炮振环境下设备的隔振设计方法研究

炮振环境具有典型的重复冲击振动特性,属于严酷振动环境,极易造成附近的设备振动失效。首先对某型航炮射击的振动进行测试并用傅里叶变换分析其振动特性,提出对炮振环境下的设备进行隔振安装设计的方法;然后对炮振环境下的设备进行隔振安装理论分析及有限元仿真;研究结果表明在不改变设备结构的前提下,安装隔振后可使向设备传递的振动降低80%以上,从而极大提高设备的可靠性。研究可为炮振环境下设备的设计提供理论依据。     

中高频大振幅垂向振动下的坐姿人体7自由度建模及实验

建立合适的人体振动模型,预测人体在不同振动环境下的动力学响应和各部位振动的传递性,能够对建筑和交通工具内部的振动控制起到指导作用。到目前为止,大多数垂直振动下的人体多自由度模型都是针对较低频率(20Hz)和较小幅度(1.5 ms-2)的振动环境,未必适用于较高频率(20 Hz)和较大幅度(1.5 ms-2)的垂向振动环境。为了准确地预测坐姿人体对中高频、大振幅垂向振动的动力学响应,建立垂向振动下坐姿人体的7自由度修正模型,并通过实验测试25名志愿者在4种不同加速度幅值(1.0 m/s2、1.5 m/s2、2.0 m/s2、2.5 m/s2)的宽带随机(2~100 Hz)垂向振动下的视在质量。实验结果表明,相比ISO标准规定的3自由度模型,所提出的7自由度修正模型能较准确地预测坐姿人体对大振幅垂向振动的动力学响应。     

光电稳瞄稳定控制模糊PI算法设计与实现

稳定控制是光电稳瞄伺服控制的核心技术之一.传统经典控制方式存在超调与快速性之间难以调和的矛盾,很难得到理想的动态性能.为此论文建立了稳定控制系统数学模型;融合模糊控制的快速响应和PI控制的稳态无误差设计了参数自整定模糊PI控制器,分析了控制器中各参数的关系,对设计的控制系统进行理论计算和仿真分析;在基于DSP的数字平台上用软件实现设计的控制器;对系统进行了控制性能测试试验.仿真和试验表明设计的新型控制系统实现了无超调和快速响应的目标.     

某军用包装箱动力学仿真与试验研究

目的以某新型军用导弹包装箱为研究对象,对其动力学特性进行研究。方法建立包装箱整体结构模型,利用有限元法对其固有特性进行分析。考虑弹体在运输过程中受到随机激励的影响,对组合轮式车辆振动环境试验载荷下包装箱的减振效果进行研究。通过试验测试,验证仿真分析结果的合理性。结果箱体的前6阶固有频率分布在53～81 Hz范围内;在组合轮式车辆振动环境下,箱体结构各方向所受的最大应力分别为192.4,118.4,260.1 MPa;弹体支撑以及橡胶垫上的应力和位移水平很小。结论在随机载荷作用下,包装箱结构具有良好的减振效果;结构所受最大应力小于材料的屈服极限。此外,有限元分析结果合理可靠,包装箱结构满足设计要求。     

350 km/h 高速铁路高架桥环境振动的测试分析

为了考察350 km/h高速列车运行状态下高架桥的环境振动水平,对京津城际铁路杨村特大桥247号桥墩高速列车运行时的环境振动进行测试,分析了高架桥环境振动的衰减特性。结果表明,VL zmax、VL z10和VLzeq随距离的变化均符合对数衰减规律,距离振源30 m内环境振动衰减明显,距离振源30 m以后衰减逐渐平缓。在距离振源15 m~60 m范围,我国现行的高速铁路环境振动预测公式的预测值最大偏高9.7 %。     

基于PDV技术的微型雷管爆炸驱动飞片速度测试研究

针对微型装药爆炸驱动飞片速度问题,搭建微型雷管爆炸驱动钛金属飞片速度测试装置,利用光子多普勒测速技术(photonic Doppler velocimetry,简称PDV),对直径0.7 mm的微型雷管爆炸驱动飞片的速度进行测试,获得小飞片的速度历程,可清晰观察到飞片速度成长、保持、降低的过程。研究了防护PDV光探头有机玻璃厚度对飞片速度的影响,结果显示:当增大有机玻璃厚度时,测试的飞片平均速度会减小,测试相对误差增大;研究了光探头端面与飞片表面不同距离对测试结果的影响,对速度曲线进行位移积分,结果显示:距离较小时,测试结果的一致性较好,速度、位移增长拐点出现时机较为一致。针对整个测试系统,分析了高斯光束条纹间距、防护玻璃、金属表面反射率、试验装置振动因素对测试精度的影响。     

模拟深水环境爆炸容器动力响应实验研究

对可模拟200 m水深、10 g TNT当量的爆炸容器在不同加载静压和内部爆炸载荷下的动力响应进行了实验研究,通过监测容器6个特征点的动态应变波形,分析了容器壳体的振动特性和动力学强度。测试结果揭示了在加载静压和内部爆炸载荷条件下容器的动态响应规律,为模拟深水环境爆炸容器的设计研制提供了参考。     

基于LMS算法的移相干涉仪环境振动控制器

环境振动严重影响移相干涉测量的过程。在运用光学外差法测得移相干涉仪环境振动信号的前提下,设计了采用高速DSP芯片的振动控制器,它对电压形式的振动信号进行采样,用自适应LMS算法分析振动信号,同时输出反馈控制信号。反馈控制信号驱动PZT光学移相器对振动引起的光程差(或波前相位)变化进行实时补偿。通过这种闭环控制,系统能够对幅频积小于100waves*Hz的环境振动进行有效补偿,实验中获得了稳定的移相干涉条纹,保证了光学测试的正确性。     

热环境对基础激励作用下纤维增强树脂基复合薄板振动特性的影响

采用理论与实际相结合的方式,研究了热环境对纤维增强树脂基复合薄板振动特性的影响。首先,建立了基础激励作用下纤维增强树脂基复合薄板在热环境中的解析模型,推导获得了固有频率、模态振型、振动响应及阻尼比的解析表达式,并给出了热环境下复合薄板振动特性的求解流程。然后,搭建了热环境下该类型复合薄板结构的振动测试系统,并以TC500碳纤维/树脂薄板为研究对象进行了实际测试。以相应的测试结果为例,研究发现,当温度从20℃上升到200℃时,复合薄板的模态振型基本不发生改变,固有频率降低幅度在2.3%~36.6%之间,振动响应幅值增大范围约为15.3%~58.4%,且阻尼性能也呈现增大的趋势,例如相对于常温下的阻尼结果,当温度上升到200℃时,其前6阶模态阻尼比的增大程度在13.9%~56.4%之间。另外,经过对比理论和测试获得的不同温度下的固有频率、模态振型、振动响应及阻尼结果可知,两者吻合较好,进而验证了解析分析方法及其结果的正确性。      

深水隔水管-测试管柱系统涡激振动实验研究

在深水测试作业中,隔水管和测试管柱形成双层管柱结构,其在海流作用下发生耦合振动,存在安全隐患。为了研究海流流速对隔水管-测试管柱系统振动的影响,搭建了隔水管-测试管柱系统涡激振动的相似实验装置,开展在不同流速下隔水管-测试管柱系统涡激振动实验。实验中用应变片采集数据,用模态分析法处理实验数据,分析隔水管和测试管柱在横向和流向的应变、频率、位移标准差以及模态特征。结果表明：在海洋环境载荷作用下,隔水管与测试管柱发生接触和碰撞,导致测试管柱产生与隔水管类似的涡激振动,但隔水管的振幅明显大于测试管柱;当流速为0.5 m/s时,隔水管和测试管柱的振幅均显著增加,隔水管-测试管柱系统产生“锁定”现象;随着流速的增大,隔水管流向振动逐渐由较高频率主导,而测试管柱流向振动仍由较低频率主导。研究结果可以为深水测试作业过中隔水管振动的抑制提供参考。     

地铁车辆经过不同轨道结构时对地面振动的影响研究

在列车正常运行条件下对某地铁曲线路段钢弹簧浮置板道床、科隆蛋和普通扣件轨道结构段的隧道壁振动和地面垂向振动进行现场测试,通过时域和频域分析对比地铁经过时不同轨道结构段振动从隧道壁传到地面以及地面垂向振动随距离的传播规律。结果表明:振动从隧道壁传至地面时200 Hz～500 Hz频段衰减较快,且地面垂向振动主频在100 Hz以内,隧道壁振动主频在300 Hz以内;钢弹簧浮置板道床和科隆蛋结构段的地面垂向振动随着离开线路中心线距离的增加而减小;在普通扣件结构段距线路中心线30 m左右处存在一个振动放大区;列车经过时轨道线正上方0～30 m范围内垂向振动的峰值频率主要在40 Hz至63 Hz。该测试方法和研究结果可为地铁线路设计提供相应参考。     

复杂环境下楼房深基坑岩石控制爆破安全技术

为提高爆破施工安全,严格控制爆破振动和飞石,设计了某小区楼房深基坑岩石控制爆破方案,对比三种爆破方案,优选了其中一种方案。在施工过程中采用中深孔微差控制爆破,辅以浅孔施工;使用分段分区分台阶的爆破方法,其中控制爆破Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区钻孔深度分别为2.5 m、3 m、3.5 m,并于施工前进行爆破振动计算和施工过程中进行爆破振动的监测,监测区最大振动速度2.05 cm/s,最小振动速度1.16 cm/s,并根据测试结果对台阶高度、孔网参数和起爆规模进行调整。爆破施工结果表明:爆破网路参数安全可靠,爆破振动在安全允许范围内,无爆破飞石产生,提高了炸药能量利用率并改善了爆破效果,确保了爆破施工的安全。     

框架结构厂房定向爆破拆除及效果分析

介绍了复杂环境下30 m高混凝土框架结构热电厂厂房定向爆破拆除实例,结合该厂房结构坚固,爆破作业条件差和爆破振动易引起电气设备停止运行的特点,首先确定了爆破切口高度为6 m,并运用Midas/civil有限元软件对厂房进行倒塌失稳分析,然后对非承重墙、管道及钢架支撑等进行预处理,并估算出爆破振动安全距离为9.2m,同时在办公楼前搭钢架并覆盖塑料网进行防护,最后对爆破振动速度进行了现场实时监测和数值分析.实践表明:爆破振动数值分析和现场监测结果基本一致,爆破振动对电气设备的正常运行无影响.     

振动传感器加速度示值测量结果的不确定度评定

随着测试技术的不断数字化、智能化和计算机化,振动传感器成为振动测试中的关键因素,一般可选择加速度来测量振动。本文以某一型号的测振仪为被测对象,选用比较法中频振动标准装置,在一定的环境条件下,对参考频率和参考加速度下的示值进行测量,并对振动传感器加速度的示值误差测量结果的不确定度进行分析和评定。     

振动能量回收的液电减振装置设计与测试

振动能是环境中广泛存在的,为了减小振动的负面影响,这些振动能常常被人们设计的减振装置所耗散,造成了能量浪费。提出一种能够将振动能转换成电能的减振装置,采用液压传动发电的原理进行设计,制作了试验样机,并在实验平台上进行测试。实验结果表明,振动激励频率和负载电阻对收集的电能都有影响,当采用2 Ω负载电阻,频率为1 Hz的正弦振动激励条件下,最大瞬时发电功率可达到49 W。因此,将减振装置运行过程中的部分振动能转换为电能是可行的。