高速柴油机曲轴扭转-纵向耦合振动的研究

本文研究了高速柴油机轴系的扭转-纵向耦合振动的机理和计算方法.分析了高速车用柴油机曲轴耦合振动的机理,建立了多质量模型的扭转及扭-纵耦合振动相结合的矩阵方程,并分析了其解析方法.采用新设计的三维振动测量装置对某直列六缸柴油机曲轴自由端的纵振进行了实际测量,与计算结果相比吻合.说明本文提出的分析高速车用柴油机曲轴扭-纵耦合振动模型是合理可行的.     

高空投送载体组合结构模态分析

针对高空投送载体组合结构,提出了"分段划分、绑定连接"的建模方法,借助有限元分析软件Abaqus建立了其有限元模型,并对其进行了自由边界状态的模态分析,得到了组合结构的前30阶固有频率及相应振型。分析结果显示出组合结构各部分振动的强弱分布及抗振薄弱区,揭示了不同固有频率下组合结构的振动模态特性,为后续进行投送载体的结构改进和优化设计提供理论依据。     

发动机转子叶片的动力学分析

为更好地了解和掌握发动机叶片的固有振动特性,对某发动机转子叶片进行模态分析和谐响应分析。利用大型有限元计算软件ANSYS,采用三维实体单元建立有限元模型,得到了不同材质叶片的前8阶固有频率和振型,并将分析结果与实验结果比较。结果表明:钛合金更适合作为叶片的铸造材料;在简谐载荷作用下,叶顶的响应要远大于叶根部的响应值;采用20节点的三维实体单元计算精度高;定轴转动叶片的离心力载荷主要影响叶片的扭转振动频率。     

连续分布轴系扭/弯耦合振动的自由振动研究

本文建立了连续分布轴系扭转振动和弯曲振动耦合的模型和数学表达式 ,对轴系扭 /弯耦合的自由振动求得了解析解 .并对仅考虑轴系自重情况下的简支轴系扭 /弯耦合振动进行了求解 ,通过实验研究验证了理论计算结果 .发现了耦合频率与非耦合情况下的扭振和弯曲振动固有频率的对应关系 ,这对于轴系复杂振动形式的研究和分析提供了理论依据     

圆柱贮液器模态实验研究

为了充分认识和研究液体推进剂对火箭贮液器固有振动特性的影响，进行了圆柱贮液器的模态实验，测出了贮液器在不同液高时的液－壳耦合振动模态，并与理论分析结果进行了比较．通过比较贮液器固有频率的理论计算值与实验值，证实了在贮液器－壳耦合振动分析中所做的理论假设和近似处理的合理性以及计算结果的可信性．实验表明，液体的存在对贮液器液－壳耦合振动模态有着重大的影响，液体在贮液器内越多，贮液器的耦合振动频率就越低．     

12V150涡轮增压柴油机曲轴弯曲应力、扭转应力测量

文章叙述了高速柴油机曲轴轴颈上的弯曲应力和扭转应力的动态测量方法。并对12V150涡轮增压柴油机曲轴的动态应力进行了实际测量,给出了该曲轴在工作状态下的应力数值。在测量的基础上还辅以计算分析,因而对整根曲轴的应力水平全貌有了了解,也估计了该曲轴的安全性。高速柴油机轴劲扭转应力的动态测量在国内还是第一次,文章全面介绍了曲轴轴颈上扭转应力的测试技术。     

一种叉车手动制动杆的振动控制

叉车手制动杆是叉车等工业车辆中用来进行制动刹车的重要部件,其怠速下的振动严重影响了整车运行可靠性;针对某型十吨叉车怠速时手动制动杆振动较大状况,通过试验模态分析制动杆的固有频率以及振型,再运用有限元法对其进行计算模态分析,并提出相应改进方案;模拟改进方案的计算结果使其固有频率从25.0 Hz降低到17.5 Hz,有效地避开了发动机气缸的爆发频率。     

车载火箭发射系统模态分析与试验研究

为提高火箭炮的寿命及射击精度,通过试验模态分析法进行火箭炮系统模态测试。获取结构固有频率、 模态振型和阻尼比等模态参数,分析在不同胎压、支撑高度下系统的振动特性,为火箭炮结构系统的振动特性分析、 振动故障诊断和预报以及结构动力特性的优化设计提供依据。简化模态测试试验过程,将测试获得的整车模态振动 参数与有限元仿真结果对比分析。仿真结果验证了有限元分析的精确度,提高了计算模态分析的应用价值。     

全地形车车架动态特性分析与减振研究

通过建立全地形车的有限元模型,进行计算模态和实验模态研究,对二者结果进行对比分析,验证有限元模型的正确性,同时得到车架振动的固有频率和振型;结合发动机的振动特性,分析其振动对车架动态性能的影响,由谐响应分析得到车架各部位的振动情况,提出了避免发动机与车架共振的方案,对比改进前后车架位移的响应幅值,验证该减振方案的正确性。     

约束层阻尼对薄壁圆柱壳模态参数的影响研究

以一端约束和一端自由的薄壁圆柱壳为研究对象,研究了约束层阻尼对其模态参数的影响。为了充分了解其振动行为特点,通过有限元法初步获取了其固有频率和模态振型,并搭建了可以准确、高效地测试涂覆约束层阻尼前、后壳体结构模态参数的实验系统,提出了适合该类型阻尼薄壳结构模态参数的测试方法和流程。将约束层阻尼材料制成不同大小的环片形式,并准确获得了涂覆约束层阻尼前、后薄壁圆柱壳的各阶模态参数。基于上述测试结果,研究了约束层阻尼参数的改变对薄壳固有频率、振型和阻尼参数的影响程度,发现约束层阻尼会降低结构的固有频率,但可以有效提升壳体结构的阻尼特性。     

基于内积模极值的循环相减识别曲轴阻尼

曲轴阻尼对裂纹故障敏感,传统的半功率带宽法在曲轴阻尼诊断中误差大,提出内积模极值法和循环相减相结合进行阻尼诊断.首先,应用内积模极值法识别出信号的某一阶模态参数,从原信号中除去该阶估计信号.然后,重复这种内积运算和相减步骤,形成迭代,模态之间的相互干扰在迭代计算过程中得到消减,各阶阻尼的识别精度提高.将该方法应用于曲轴阻尼诊断,并改变曲轴阻尼模拟裂纹出现,结果表明:变化的曲轴阻尼可被准确识别.     

发动机曲轴断裂的仿真分析与探讨

以某12缸V型发动机为例,借用法国AMES im4.2.1动态仿真软件,采用频域和时域分析方法,分析了发动机和传动系统扭振的特点.从无激励振型图和Bode图说明了发动机和传动系统的固有特性,从发动机激励下的扭矩和应力曲线图说明了发动机和传动系统的疲劳强度特性,揭示了发动机共振特点,曲轴断裂原因,以及减振器、弹性联轴器和传动系统对于发动机扭振的影响.为车辆设计人员和发动机设计人员分析发动机曲轴断裂问题和车辆设计过程中发动机匹配问题提供了参考数据.     

柴油机噪声源的识别及降噪研究

采用部分缸熄火的方法对机械噪声和燃烧噪声进行了分离,在表面辐射噪声源的识别上,通过表面振动识别,找到了噪声辐射的主要部件。针对现有柴油机的燃烧状况,对供油提前角进行了调整,降低了燃烧噪声。通过加装扭振减振器,使得曲轴扭振明显减小。改进油底壳对柴油机辐射噪声起到了很好的抑制作用。     

某多管火箭炮固有频率匹配研究

为减小火箭炮起始扰动,以有限元理论为基础,采用ABAQUS软件建立某多管火箭炮动力学模型。通过模态分析计算获得火箭炮各主要部件和全炮的动态特性,采用发射动力学分析得到定向管口初始扰动的相关参数,利用快速傅里叶变换得到对初始扰动影响最大的频率,并利用正交实验法,以固有频率为实验目标,确定对初始扰动贡献最大的部件。研究结果表明:该模型能有目的地优化部件,减小起始扰动,有一定的参考价值。     

变结构参数结构设计方法及其在曲轴结构设计中的应用

本文提出了一种新的设计思想——变结构变参数设计方法，并结合发动机曲轴，阐述了变结构变参数设计的概念、原则、实施措施及意义．在此思想指导下对Ｉ—deas软件包进行了二次开发，编制了发动机曲轴专用有限元分析程序，并用某型号曲轴进行了验证．     

声强向量法与时延估计法共用同一基阵实现舰船体积目标定向

提出一种非典型形式的声强向量阵一不等间距的空间十字阵,它由空间正交、间距可调的4个声基元组成,便于工程应用;并提出在同一个空间十字阵上联合使用声强向量法和时延估计法对舰船体积目标3亮点部位定向的方法。舰船中部、中后部辐射的低频声源用声强向量法定向;尾部辐射的高频声源用时延估计法定向,共用同一基阵。利用实测的舰船辐射噪声数据进行了计算机仿真以及在半消声室中进行了定向实验,实验结果证明：该方法对体积目标各部位的定向精度达到工程应用的要求,能够对这3个部位进行有效的分辨。     

电弧喷涂修复曲轴多轴疲劳寿命计算

为了定量研究电弧喷涂修复后曲轴的疲劳寿命,对具有3Cr13 涂层的48MnV 材料进行 了拉伸实验,利用Baumel Jr. 和Seeger 提出的方法估算了该材料的循环疲劳特性参数,并将其应用 到电弧喷涂后修复曲轴的疲劳寿命评估计算中。通过动态仿真获取各连杆颈上的载荷,将其作为 曲轴的载荷,同时利用弹簧单元对主轴颈处的弹性支撑实际状况进行了模拟,相邻拐影响作为边界 条件,进行了有限元分析模拟。利用多轴损伤模型并分别采用正应变法、SWT-Bannantine、剪应变 法、Fatemi-Socie 法对曲轴的寿命进行了计算。对新的曲轴分别进行500 h、1 000 h、3 000 h 发动机 台架强化实验,然后将强化实验后的曲轴截成单拐并进行了单拐疲劳实验。实验结果与计算结果 吻合。     

非典型声强向量阵对体积目标定向的基阵共用技术研究

舰船在近距离上应视为体积目标,提出利用非典型声强向量阵对体积目标各部位定向的基阵共用技术。体积目标中部、中后部辐射的低频声源用声强度向量法定向,尾部的高频声源用自适应有限冲击响应(FIR)高精度时延估计法定向,共用同一小尺度基阵。为验证此方案,在半消声室进行了非典型声强向量阵的定向实验,用3个扬声器模拟体积目标3个不同部位的声源。实验结果表明：对这3个部位的定向可取得满意的精度,且这3个不同部位可分。本项研究为在小尺度平台上同时实现对舰船三辐射声亮点的定向开辟了途径。     

复杂装备轴承多重故障的线性判别分析与反向传播神经网络协作诊断方法

由于复杂装备运行工作环境恶劣,导致其轴承多重故障诊断的准确率不高,为此提出一种基于线性判别分析(LDA)与反向传播(BP)神经网络协作下复杂装备轴承数据驱动的多重故障诊断方法。将无量纲指标作为轴承多重故障数据的反映指标,利用LDA对轴承多重故障的无量纲指标数据进行线性映射降维处理;通过拉格朗日极值法获得最佳投影向量,沿着该方向将轴承多重故障数据投影到类别最易区分的方向;将经投影处理后的样本作为BP神经网络的输入样本,通过训练测试网络,实现轴承多重故障的预测分类。对某型装备大型旋转机械机组进行仿真实验,验证了所提方法能够有效对轴承多重故障进行降维映射,并且能较好地实现多重故障分类诊断,具有良好的有效性和实用性。     

四旋翼飞行器齿轮箱-支臂组件动态特性分析

为提高重载油动四旋翼飞行器的稳定性,研究齿轮箱-支臂组件动态特性并进行结构优化。利用Lanczos特征值求解器,进行齿轮箱-支臂组件模态分析,并通过试验采集组件中心位置的振动加速度值,优化芯轴长径比。采用Runge-Kutta法编程求解组件的动力学方程,揭示组件振动的规律和影响因素。研究结果表明：传动芯轴长径比超过20会产生较大弯曲振动,优化传动芯轴长径比（＜14）可有效改变其固有频率,避开激励频率及倍频;振动加速度随转速增大先增大、后减小,当激励频率与系统固有频率相等时达到最大;通过优化斜支撑的角度提高组件刚度可实现减振。