刚性隔振装置设计和隔振效果试验研究

运用波动理论分析了刚性质量块的减振机理,对其减振效果进行了理论分析.经过分析可知,结构中由于截面突变等边界条件发生变化时,都会使弹性波在传播过程中遇到一个不连续处,它或多或少会反射或抑制一部分弹性波,从而起到隔离一部分弹性波的作用,减小弹性波通过突变界面处的能量,具有一定的隔离效果.通过试验研究发现,单层阻隔质量系统隔振效果不是很好,但采用双层阻隔质量系统后,隔振效果得到很好的提高.     

利用弯曲模态的惯性直线超声电机结构设计

针对惯性直线超声电机输出力小、结构不稳定的问题,通过改进其结构的振动方式,提高其输出力和结构稳定性。提出了一种新的结构惯性直线超声电机,该电机采用矩形板结构,利用其弯曲振动;分析该电机的工作原理,并利用了ANSYS workbench对定子的结构振动仿真分析,设计和制作了惯性直线超声电机。样机的实验表明:它有较宽的工作频率,运行稳定;在工作频率为23.6 k Hz时,最大运行速度为197 mm/s;在工作频率为23.2 k Hz时,最大推力为7.3N,惯性直线超声电机的驱动方向会在某一频率点突变。     

复杂结构安装频率对传递功率流影响

针对工程实际中弹性浮筏复杂隔振系统 ,建立了柔性基础上机组多扰源弹性浮筏耦合隔振系统动力学普遍模型 ,给出了系统动态特性结构化分析方法。根据工程中两机组浮筏隔振系统功率流数值计算结果 ,着重探讨了复杂结构安装频率及隔振器阻尼对支承结构柔性及传递功率流影响     

筏体和基础弹性对船舶设备冲击响应影响的试验分析

试验研究是船舶机械设备冲击隔离性能分析的主要方法之一。为了分析筏体弹性、基础弹性和限位器间隙对冲击响应的影响，设计制作了可以考虑筏体弹性和基础弹性的带有限位器的浮筏隔振系统试验模型。试验结果表明筏体弹性和基础弹性对系统的冲击响应均有一定程度的影响，它们使得机组的最大加速度响应减小，提高系统的抗冲击隔离效果。对于刚性浮筏隔振系统和弹性浮筏隔振系统，限位器与冲击响应之间的关系是相同的，即安装限位器之后将使得筏体和机组的加速度响应增大，随着限化器间隙的减小，筏体和机组的最大加速度响应进一步增大。     

含附体结构主被动隔振系统的性能分析EI北大核心CSCD

针对典型的多振动传递路径系统,建立了附加弹簧的双层主被动隔振系统模型,分析了刚性基础和弹性梁基础的情况下该系统的力传递率和能量传递特性,讨论了附体刚度、阻尼比、基础刚度等系统参数对隔振性能的影响,并分析了有源控制的作动器位置对系统隔振性能的影响,为含附体结构主被动隔振系统的设计提供了理论依据。     

筏体和基础弹性对设备冲击响应影响的有限元分析

带有限位器的浮筏隔振系统是非线性系统,利用ANSYS建立了这一非线性系统的有限元模型,计算了带有限位器的浮筏隔振系统模型的冲击响应,分析了筏体弹性、基础弹性和限位器参数对冲击响应的影响.计算结果表明筏体弹性和基础弹性对系统的冲击响应均有一定程度的影响,它们使得机组的最大加速度响应减小,筏体和机组的最大位移响应增大.对于刚性浮筏隔振系统和弹性浮筏隔振系统,限位器间隙与冲击响应之间的关系是相同的,即随着限位器间隙的减小,筏体和机组的最大加速度响应增大,而最大位移响应都减小.     

基础阻抗对隔振效果的影响

经典隔振理论评价隔振效果常假定基础为绝对刚性，这在隔振效果评价和测量上带来了很大的问题，导致计算结果偏差很大．针对这一问题推导了柔性基础上的传递率计算公式，讨论了基础阻抗对隔振效果的影响．理论分析表明，柔性基础的基频和质量是影响隔振效果的最重要因素．     

随机振动响应下空间相机支撑结构设计与试验

针对某高分辨率空间相机结构随机振动加速度响应大的问题,对空间相机支撑结构进行了优化设计。建立了基于随机振动响应分析的数学模型,推导了随机振动均方根响应表达式。基于三点定位原理和双脚架柔性结构原理设计了相机支撑结构,以相机安装点RMS值最小为目标,基频作为约束,建立了相机支撑结构随机响应优化模型,对支撑结构柔性环节位置进行了尺寸优化设计。采用MSC.PatranNastran有限元分析软件对优化处理后的支撑结构进行了工程分析,相机安装点随机响应RMS值最大19.6 grms。最后,对相机支撑结构进行了随机振动试验,结果显示,有限元分析结果与试验测量数据符合的较好,最大相对误差为8.2%,所设计的空间相机支撑结构满足空间相机使用要求,验证了所采用优化方法的可行性。     

随机振动响应下空间相机支撑结构设计与试验

针对某高分辨率空间相机结构随机振动加速度响应大的问题,对空间相机支撑结构进行了优化设计。(1)建立了基于随机振动响应分析的数学模型,推导了随机振动均方根响应表达式;(2)基于三点定位原理和双脚架柔性结构原理设计了相机支撑结构,以相机安装点RMS值最小为目标,基频作为约束,建立了相机支撑结构随机响应优化模型,对支撑结构柔性环节位置进行了尺寸优化设计,采用MSC.PatranNastran有限元分析软件对优化处理后的支撑结构进行了工程分析,相机安装点随机响应RMS值最大19.6 grms;(3)对相机支撑结构进行了随机振动试试验。结果显示:有限元分析结果与试验测量数据符合的较好,最大相对误差为8.2%,所设计的空间相机支撑结构满足空间相机使用要求,验证了所采用优化方法的可行性。     

柔性基础混合隔振系统建模与控制研究

实际的混合隔振系统一般由刚体振源、弹性安装基础以及连接它们的隔振器、作动器构成,是一个复杂的具有刚柔耦合特性的无限维分布参数系统。为了兼顾系统建模的准确性和控制器设计的方便性,采用子结构模态综合法对柔性基础混合隔振系统进行了建模,并与ANSYS建立的有限元模型进行了对比,在验证了模型有效性的基础上,基于修正的独立模态控制算法对混合隔振系统进行了控制设计和仿真分析,结果表明设计的混合隔振系统能够有效地减小基础的振动响应,且隔振效果优于被动隔振系统。     

柔性基础混合隔振系统建模与控制

实际的混合隔振系统一般由刚体振源、弹性安装基础以及连接它们的隔振器、作动器构成,是一个复杂的具有刚柔耦合特性的无限维分布参数系统。为了兼顾系统建模的准确性和控制器设计的方便性,采用子结构模态综合法对柔性基础混合隔振系统进行建模,并与ANSYS建立的有限元模型进行对比,在验证模型有效性的基础上,基于修正的独立模态控制算法对混合隔振系统进行控制设计和仿真分析,结果表明设计的混合隔振系统能够有效地减小基础的振动响应,且隔振效果优于被动隔振系统。     

考虑设备弹性的隔振系统

针对被隔振设备在高频域表现出的弹性阻抗特性,将设备中具有弹性性质的支撑部分模化为两端自由连续体,确定振源输出作为一个常力作用在设备支撑上,同时考虑设备支撑的刚体运动与弹性振动。采用导纳矩阵法对设备支撑的阻抗特性及隔振系统的功率流传递特性进行研究。结果表明,振源激励力在设备支撑上的位置对系统隔振效果具有较大影响。当激励力偏心时不仅引起系统横摇振动,还会激发设备支撑与基础的偶数阶模态,导致隔振效果变差。隔振器相对设备支撑中心或基础中心不对称布置会激发基础偶数阶模态,且前者还会导致垂向-横摇耦合振动。分析的结果对于弹性基础隔振效果的改善有参考价值。     

主被动联合隔振系统中的功率流传递特性

被动和主动隔振各有优势，主被动联合隔振是隔振研究的方向。针对船舰、高层建筑等柔性基础结构的振动隔离问题，以传递到柔性基础的功率流为目标函数，运用子结构导纳综合法推求主被动隔振的功率流传递控制式，对结构进行优化设计。探讨了两种主被动联合隔振的控制策略，最后通过模拟系统的数值例子得出了几个结论。     

隔振对机械转子-轴承系统振动特性影响

基于非线性油膜力模型和有限元方法,仿真分析了旋转设备轴系-弹性隔振系统的振动特性。结果表明,弹性隔振能够有效控制振动向基座的传递,但同时会导致设备轴振比刚性安装时明显增大。为避免在弹性隔振工作状态下轴振超标,在转子-轴承系统设计阶段考虑弹性隔振的影响是极有必要的。     

带齿轮箱的主动力设备减振技术研究

现有国内舰船上的减速齿轮箱往往都刚性固定在船体基座上,个别舰船齿轮箱采取硬弹性连接,隔振效果不理想。当主柴油机采取隔振措施后,传到船体基座上的振动加速度会明显减少,齿轮箱传到船体的结构噪声成为影响舰船辐射噪声的主要噪声源之一。通过对齿轮箱浮筏模拟试验装置的设计、建台及试验,研究舰船减速齿轮箱隔振问题。试验结果表明,齿轮箱浮筏模拟试验装置的隔振效果可达25dB。     

柔性棚洞结构落石冲击数值模拟与试验研究EI北大核心CSCD

提出一种适用于铁路线路落石防护的新型柔性棚洞,利用金属柔性网和弹簧撑杆组成柔性耗能结构取代传统钢筋混凝土棚洞顶部铺设的砂、砾石垫层来达到缓冲消能目的。为准确评估该柔性棚洞结构的性能,采用动力有限元方法对其落石冲击过程进行了数值模拟,计算结构动力响应,并依据计算结果修正、优化结构设计;进一步开展1∶1结构局部模型落石冲击试验;测试得到冲击时长、金属柔性网最大挠度、支撑绳索力和弹簧撑杆轴向应变数据。经试验验证,数值计算结果可靠,在能级为50 k J的落石冲击作用下,结构主要构件均处于弹性工作状态。最后,针对存在的问题给出改进建议。     

光学反射镜柔性支撑结构尺寸稳定性分析

采用计算机辅助工程分析技术(CAE)对某空间光学遥感器反射镜支撑结构进行设计和分析,针对其在自重工况下满足结构刚度要求的同时热尺寸稳定性显著超差的情况,对支撑结构进行改进,变刚性支撑为柔性支撑,弱化结构刚度,增强结构的柔性.通过对改进后的结构进行建模和仿真分析,调整柔节参数,使反射镜组件在自重工况下满足结构刚度要求的同时,具有良好的热尺寸稳定性,镜面面形精度达到成像质量要求,即PV值不大于63.2 nm.通过进一步对整个组件结构进行动力学分析可知,结构在正弦扫描和随机振动工况下不会发生颤振,疲劳和破坏.仿真分析结果表明:在柔性结构的调节作用下,反射镜在力和热两种环境约束工况下,面形精度均满足成像质量要求,结构尺寸稳定性好,说明这种柔性支撑结构合理可行.     

柔性棚洞结构落石冲击数值模拟与试验研究

提出一种适用于铁路线路落石防护的新型柔性棚洞,利用金属柔性网和弹簧撑杆组成柔性耗能结构取代传统钢筋混凝土棚洞顶部铺设的砂、砾石垫层来达到缓冲消能目的。为准确评估该柔性棚洞结构的性能,采用动力有限元方法对其落石冲击过程进行了数值模拟,计算结构动力响应,并依据计算结果修正、优化结构设计;进一步开展1∶1结构局部模型落石冲击试验;测试得到冲击时长、金属柔性网最大挠度、支撑绳索力和弹簧撑杆轴向应变数据。经试验验证,数值计算结果可靠,在能级为50 k J的落石冲击作用下,结构主要构件均处于弹性工作状态。最后,针对存在的问题给出改进建议。     

柔性动边界梁的弹塑性动力响应分析

实际工程中的梁结构并不是采用理想的刚性支承,而通常具有柔性动边界。该文建立了柔性动边界梁的计算模型,模型考虑了梁端有弹性支承、阻尼支承以及刚性块等情况,并利用有限差分方法对运动方程进行离散,研究分析了在动载作用下柔性动边界梁的弹塑性动力响应。研究表明:动边界对梁的变形和受力有很大的影响,与刚性支承相比,竖向弹性支承能够降低梁的振动频率,并且使梁的内力和相对位移幅值减小,从而提高结构的抗力,但提高抗力的效果与载荷作用时间的长短以及振动衰减的程度相关。     

复杂机械隔振系统阻抗与传递损失关联性研究

复杂机械系统一般弹性元件和刚性元件构成。在系统稳态运行状态下,弹性元件与刚性元件构成的系统阻抗是影响隔振系统传递损失的关键因素。本文建立了双通道传递系统阻抗数学模型,搭建了双层隔振机械系统试验台架,使用B&K3660D型多通道测量系统以及B&K 8203型力锤,采用锤击激励法测量阻抗,得到了系统初始安装状态的机械阻抗。通过调节机械系统基座结构强度,以及管路系统支撑刚度,研究了两传输通道系统阻抗与机械系统隔振效果,管路系统传递损失之间的关联性,并分析出了两传输通道系统阻抗与两者之间的定量关系。试验研究表明：1,适度提高基座结构阻抗有利于隔振装置的隔振效果,当隔振系统的隔振效果不能满足设计的要求时,增大试验基座阻抗有利于系统的隔振效果,2,通过改变管路系统弹性元件的属性及其布局形式,能有效增大管路系统的阻抗,提高挠性管路系统的能量传递损失,有效降低隔振系统的基座振级。