轴承振动传感器频响特性研究

本文研究了滚动轴承振动测量中传感器（加速度型）的频响特征。建立和分析了传感器的力学模型;打出了影响传感器频响特性的各个因素并进行了实验验证。结果表明,接触刚度对谐振频率有最为显著的影响,提高接触刚高可采用线接触形式和提高传振杆材料弹性模量的方法。减小等效质量对提高谐振频率也有明显的效果。该结论也适用于类似的测振传感器。     

提高手持探针式加速度计谐振频率的研究

本文研究了手持探针式加速度计的谐振频率,分析了手持探针加速度计的力学模型,找出了影响谐振频率的各个因素。结果表明,接触刚度对谐振频率有最为显著的影响。提高接触刚度可采用线接触探针触头和提高探针触头弹性模量,减小等效质量对谐振频率也有明显效果。     

正弦法的压电式力传感器动态特性的研究北大核心CSCD

采用基于正弦激励的方法校准压电式力传感器,首先通过试验研究了传感器端部等效质量引入的惯性力对灵敏度标定的影响,进而建立传感器受力数学模型,推导计算传感器端部等效质量,考虑端部质量的影响后,实现了灵敏度数值的稳定和统一性。最后把传感器和质量块同时安装在振动台上,通过白噪声激励,确定系统的频响特性,分析了传感器有效使用频率的范围随其安装谐振频率的变化,及压电式力传感器精度等级受系统固有频率的影响程度。     

机车传动系统振动分析

随着机车速度的提高,对机车的运行安全性和稳定性提出了更高的要求。考虑不平衡质量、齿轮啮合刚度、轴承支撑刚度和轮轨接触的影响下,建立机车传动系统有限元单元动态模型。其次,采用迭代法,求取了临界转速值及振型响应。分析齿轮啮合刚度、轴承支撑刚度、轮轨接触力作用下,传动系统齿轮单元幅频响应变化。结果表明:复杂环境因素下,传动系统齿轮啮合频率及固有频率处,系统振动响应较大。轴承通过频率的振动响应微弱。轮轨接触刚度影响下,传动系统啮合频率、固有频率及轴承通过频率的振动响应受到极大干扰。     

伺服机构谐振特性的虚拟试验方法

以齿轮传动伺服机构为对象,建立其3自由度振动微分方程,通过Laplace变换得到伺服机构的谐振方程,采用数值计算的方法从机理上分析稳定平台伺服机构的振动特性,提出一种基于虚拟试验的伺服机构谐振频率分析方法,基于Matlab建立机构的数字仿真模型,通过虚拟扫频的方法激励伺服机构的谐振特性,通过时频特性曲线分析伺服机构结构参数对伺服机构振动形态和谐振频率的影响.数值计算和虚拟试验结果表明伺服机构电机转子惯量和啮合齿轮刚度是影响伺服机构谐振频率的关键装调环节和敏感参数.     

滚动轴承测振系统的研究

本文对目前我国使用的轴承振动加速度测试系统进行了理论分析和实验研究,得出下列几点结论性意见：1.从理论计算、实测传感系统的谐振频率和实测轴承振动的频谱,都说明目前所用的弹簧连接的压电晶体加速度计测试系统谐振频率在3～4kHz之间。2.从理论和实验都证明弹簧连接的压电晶体加速度计轴承振动测试系统,在触针和轴承外圈之间加油能降低系统的谐振幅值,而不能提高系统的谐振频率到10kHz以上,谐振频率仍在3～4kHz之间。3.本文对目前使用的动圈式轴承振动速度传感测试系统的谐振频率进行了实测,说明速度传感系统谐振频率在12kHz附近。众所周知,轴承振动频率一般在50Hz～10kHz之间,动圈式速度传感系统谐振频率在12kHz左右,和动圈式速度传感系统测试轴承振动,能真实地反映出轴承的振动情况;而触针式压电晶体加速度计测试系统谐振频率在3～4kHz之间系统的固有频率会影响测值的真实性,因此它不能反映同承的真实振动情况,所以对于轴承这种特殊零件的振动测量,速度传感器比加速度传感器适用。因此本文最后建议用动圈式速度传器对轴承振动进行速度测量。     

地声检测系统与海底耦合振动模型

为解决置于海底的检测系统真实接收舰船地震波信号的问题,提出了检测系统与海底沉积物之间的耦合振动形成原理.采用耦合理论,分析了检测系统和海底沉积物之间的耦合振动过程,建立了质量-弹簧-阻尼耦合振动系统模型.通过耦合模型的受力分析,得到了耦合振动系统的传递函数,其频响曲线呈现低通滤波器的特性.计算仿真和实验结果吻合,表明耦合振动系统在幅度和相位上对真实舰船地震波信号进行了调制.通过影响耦合谐振频率因素的分析,指导了检测系统的设计,提高了频带宽度,减少了耦合振动对信号接收的影响.     

频率编码光纤环传感器设计与性能分析

为了提高传感器的温度和应力的分辨力,阐述一种新型光纤环传感器的结构和频率编码原理.利用不同长度的光纤环传感器具有不同谐振频率的特性实现传感器阵列的准频分复用.重点讨论了耦合系数及光纤环长度对传感器性能的影响,并对参数进行分析和选择.基于频率编码光纤环传感器的温度和应力测量原理,证明了温度的测量分辨力可以达到0.9℃,应力的测量分辨力也可达到1με.     

电涡流传感器动态响应特性研究

为了提高磁悬浮轴承高频电主轴控制系统中电涡流传感器的动态响应特性,针对恒频调幅式电涡流位移振动传感器,分析了电涡流传感器的基本结构和工作原理,建立了电涡流传感器检测电路数学模型,分析了电涡流传感器动态响应特性与检测线圈谐振回路品质因数 Ｑ 的关系,提出了对电涡流传感器动态响应特性在不影响灵敏度和线性测量范围的情况下进行线性校正的方法,从而使电涡流传感器幅频响应带宽提高一倍甚至几倍以上,相位角的滞后量也可以大大减小,充分满足了对磁悬浮轴承高速转子进行位移和振动的非接触性监测的需要。     

微波谐振腔含水率传感器的设计方法

构建了含水混合物介电特性模型,设计了基于此模型的开路同轴谐振腔传感器,并指出影响其传感特性的两个主要参数是保护盖介电常数和空载谐振频率.针对此问题,利用MATLAB对保护盖介电常数和空载谐振频率对传感器传感特性的影响进行了仿真和分析.加工了具有不同谐振频率的含水率传感器及不同介电常数的保护盖.实验结果表明,本文提出的模型能够很好地指导传感器的设计,同时选取Al2O3制作的保护盖和空载谐振频率为2.5G的同轴谐振腔具有较好的测量效果.     

一种微质量传感器的结构设计与优化

文章介绍了一种新型的微质量传感器，通过测量QCM的谐振频率变化得出在QCM传感器表面吸附的微质量变化。文章还详细介绍了QCM传感器的设计和夹具的结构设计，并用ANSYS 9．0对QCM传感器进行了三维有限元建模，分析了电极尺寸对有限元谐振元振动特性的影响，提出了优化设计的方案，最后进行了实验。实验结果与理论值基本相同，从而证明了结构设计的合理性。     

谐振式疲劳裂纹扩展试验振动系统质点质量的软测量方法

谐振式疲劳裂纹扩展试验振动系统的质点由多个不同形状、材质的部件组成,对质点质量进行直接测量有很大的局限性。提出了一种针对此类振动系统质点质量的软测量方法,建立了系统三自由度振动力学模型和动力学方程,推导得到关于系统固有频率、弹簧刚度与质点质量关系的系统频率方程,通过有限元方法计算出不同裂纹长度下试件的刚度,通过固有频率测量实验方法测出裂纹扩展到不同长度时系统的谐振频率,将不同裂纹长度时系统谐振频率值及相应试件刚度代入系统频率方程中,得到以待识别质点质量为未知数的超定方程组,求解超定方程组得到最小二乘解,并通过后续处理得到振动系统的主振质量和激振质量。为验证该方法,进行了相关实验。实验结果表明:主振质量测量的最大误差为6.76%,表明所提出方法具有理论意义和应用价值。     

数控机床进给传动链的刚度与谐振

本文从数控机床进给运动的动、静态特性，阐明了进给传动链结构设计的特点──高刚度、低惯量、高谐振和适当的阻尼性能，分析了传动链刚度对传动精度、抗振动能力和消除位移误差的影响，并给出了提高刚度的结构措施以及谐振频率的计算方法。     

动刚度分析在转向系统动态特性研究中的应用

介绍了汽车仪表板横梁(CCB)动刚度的基本概念与理论。采用锤击法进行瞬态冲击激励,测量结构的振动响应,得到加速度频响函数曲线。通过后处理确定其动刚度,并分析出动刚度不足的频率范围。通过测试分析得到方向盘与转向柱组件和CCB管梁的约束模态参数,对模态结果和动刚度曲线进行分析,验证了转向系统的性能合理性。     

非线性振动系统基于频率俘获现象的谐振同步分析

基于单质体非线性振动系统的机电耦合动力学模型,在对非线性振动系统起动过程中出现的频率俘获现象定量描述的基础上,考虑非理想振动系统的激振源与系统非线性振动运动的相互影响,研究了双激振源非线性振动系统基于频率俘获作用,实现谐振同步的理论条件。并依据激振电动机驱动系统与振动机械系统之间的耦合动力学模型及试验测定的试验台机械特性参数,通过数值仿真及试验,验证和解释了非线性振动系统频率俘获现象下,系统双激振源的谐振同步问题,指出非理想非线性振动系统的频率俘获现象,以及该现象下的多激振源谐振同步运动与振动系统的非线性强度、刚度、阻尼等参数之间的关系。研究结果对多激振源激励非线性振动系统的谐振同步运动现象分析,提供一定的理论支持和试验依据。     

电涡流传感器的脉冲激励与双参数检测

采用矩形脉冲作为激励信号,对电涡流传感器在位移检测过程中谐振频率及谐振阻尼的变化情况进行了研究分析.建立了以现场可编程门阵列(FPGA)为核心芯片的检测系统,用于产生所需要的矩形脉冲激励信号以及对传感器响应信号的欠采样.利用8 mm直径的电涡流线圈,对0～10 mm范围内碳钢目标靶的位移响应特性进行了测量,借助短时傅里叶变换分析了响应信号中频率成分的分布情况,同时获得了谐振频率及谐振阻尼的测量值.验证了通过脉冲激励同时获取电涡流传感器双参数检测的可行性.为研制基于电涡流效应的位移传感器及无损探伤传感器提供了一种新思路.     

车辆轨道系统的P2共振频率研究

将车辆轨道系统的P2共振转化为车辆簧下质量和轨道耦合系统的固有频率问题,讨论了其振型函数和频率特征方程。利用频率特征方程,分别分析了简支端欧拉梁钢轨模型长度、车辆簧下质量、轨道结构质量、轮轨接触刚度、钢轨弯曲刚度、钢轨支撑刚度以及车速对系统固有频率的影响,尤其对P2共振频率的影响做了仔细分析。通过分析可知,当轨道长度高于25 m时,轨道模型的简支边界效应对系统的第1、2阶振动固有频率的影响可忽略不计;轮轨线性化接触刚度的增大可使P2共振频率(第一阶共振频率)略有提高,但对第2阶固有频率无影响;轨道质量和车辆簧下质量对车辆轨道系统的P2共振频率有显著影响,P2共振频率显著低于轨道系统自身的固有振动频率;当不考虑轨道结构质量影响时,车辆轨道系统P2共振呈现单自由度振系特征。随着轨道刚度的增大,P2共振频率显著提高,轨道参振质量和钢轨抗弯刚度对P2共振频率略有影响,车辆行驶速度对P2共振频率影响较小。对于实际轨道结构,提出了通过轨道自振特性反推钢轨基础弹性系数和P2共振频率的计算方法,并进行了试验验证。     

皮带驱动机构的主共振近似解分析

应用拉格朗日方程,得到带平方和立方非线性的皮带驱动机构的非线性振动微分方程,根据非线性振动的多尺度解法,求得系统满足主共振情况的近似解,分析系统的稳定性,并对其进行数值计算.分析带的长度和横截面积、外激力、谐调值、系统阻尼等对系统的影响.分析一次近似解、二次近似解的特点,指出系统主共振的一次近似解的幅频响应曲线表现为硬刚度特性;二次近似解的幅频响应曲线表现为软刚度特性.     

基于转动支承梁式的光纤光栅低频加速度传感器

为了实现低频振动的高灵敏度测量,设计了一种基于转动支撑梁的新型光纤布拉格光栅加速度计。 通过分析其振动 模型和 MATLAB 数值计算,优化了传感器的结构参数,设计传感器理论灵敏度为 1 725 pm / g,固有频率为 68. 4 Hz。 同时通 过 COMSOL 模拟分析传感器的动态特性,其模拟结果与理论分析吻合。 频响特性和幅值特性实验结果表明光纤光栅加速度 计在加速度 0 ~ 2 g、工作频率 0. 5 ~ 20 Hz 的范围内,传感器加速度特性曲线呈现良好线性关系,灵敏度高达 1 495. 2 pm / g,重 复性良好。 该传感器结构简单紧凑,轴承结构有效减少悬臂梁振动过程中的弹性能耗,可显著提高其灵敏度,能够实现低频 振动信号的探测。     

汽车变速器壳体振动频率响应特性方法研究

针对汽车变速器壳体局部断裂失效的问题,提出一种利用动刚度特性分析变速器壳体局部変形特性的方法,并对危险频率下的壳体结构进行改进分析。以一种前橫置变速器壳体为研究对象,运用Hyperworks软件建立有限元模型,对目标壳体输入轴轴承孔关键点处施加激励,采用振动传递函数的方法,对振动强烈的变速器后壳体进行振动频率响应特性分析,获得变速器后壳体悬置点加速度频响曲线和动刚度频响曲线。进而对变速器后壳体结构进行改进,并对改进后结构进行软件验证分析。研究表明,动刚度频响曲线评价方法是一种能直观准确反应壳体结构与变形的关系,能够准确找到需要改进的壳体频率区间及部位的有效方法,并且改进的壳体结构可以有效改善壳体结构的振动特性。