几种常用损伤动力指纹的适用性研究

通过讨论几种常用动力指纹的模态灵敏度,研究了它们的适用性。采用特征灵敏度分析技术,导出了频率、振型和模态柔度对结构参数的灵敏度计算表达式,在此基础上定义了模态加权指针来定量描述各阶模态的损伤动力指纹对结构损伤的灵敏度。通过典型模态稀疏和模态密集结构模型的数值模拟研究发现：对于模态稀疏的简单结构。低阶模态柔度对结构损伤较为敏感;对于模态密集的复杂结构。低阶频率、振型和模态柔度的损伤灵敏度均较差,而且模态柔度在低阶模态条件下远没有在高阶模态条件下对结构损伤敏感。     

摆线钢球行星传动自由振动分析

为准确反映摆线钢球行星传动的固有特性,建立了平移-扭转耦合动力学模型,求解了载荷作用时各构件相对位移量,并推导出动力学微分方程,获得了自由振动特征方程,得到了系统固有频率及主振型。分析了结构参数对固有频率的影响,并对理论研究进行了验证。结果表明：机构具有系统全振动模态、输出轴静止振动模态与输出轴扭转振动模态,传动比对固有频率的影响具有不确定性,输出轴支承刚度是影响固有频率的重要参数,验证了理论研究的正确性。     

双排行星齿轮式动力耦合机构动力学特性分析

动力耦合机构是混合动力汽车主要振动噪声源之一。以某混合动力汽车用双排行星齿轮动力耦合机构为研究对象,建立了行星轮、行星架、齿圈和轴系等部件的三维模型,并用UG装配模块对整个系统进行了装配。通过ANSYS Workbench进行模态分析,得到动力耦合机构前二十阶模态。对动力耦合机构固有频率分析,其振动主要以两行星排中行星轮的扭转振动为主,且固有频率较大,能有效避免与发动机及电机之间产生共振。     

应变模态参数曲线的结构损伤位置及程度研究

对结构的损伤进行诊断和评估是健康监测系统的核心问题,而敏感的损伤指标是损伤诊断的关键,并且传统的模态参数不易识别结构的早期局部微小损伤。以悬臂梁作为研究对象,对其进行有限元分析,与实验结果进行对比。研究结果表明:频率仅能识别结构损伤存在;位移模态对局部损伤不敏感;应变模态参数对局部微小损伤非常敏感,损伤处应变值明显大于未损伤处,能非常精确地识别结构损伤的位置及程度。该实验可运用到其它复杂机械结构的早期局部微小损伤中。     

基于Poly IIR方法的简支梁振动模态分析与研究

分析某振动试验台简支梁的振动模态,首先利用弹性体一维振动理论得到简支梁的振动数学模型。然后利用伯努利-欧拉梁理论计算得到了简支梁振动微分方程,对简支梁设定特定的边界约束条件计算得到各阶模态参数,利用Workbench有限元仿真分析得到简支梁前五阶固有频率与振型,最后用基于Poly IIR的实验模态算法进行了简支梁实验模态参数识别,得到了简支梁横向与扭转模态频率与振型,验证了仿真值与实验值的一致性,最大误差为3%左右,可以为后续梁、板等弹性体复杂结构EMA分析研究提供一定的参考。     

HY32型动力滑台滑座与侧底座系统振动模态参数识别

本文利用模态分析法对组合机床动力滑台滑座与侧底座系统进行了研究。找出了决定该系统振动性质的主要几阶振动模态,确定了各阶模态参数。分析了产生各阶模态振动的结构原因,提出了减少系统振动的方法。这对改进结构设计具有一定的价值。试验中选用英国Solartron1172型频率响应分析仪进行动态测试。参数识别时对各阶主模态参数进行了最小二乘法曲线拟合,并利用剩余柔度对主模态参数进行限制,使得所建立数学模型的频率响应曲线能很好地收敛于实测频响曲线。     

基于曲率模态的门桥起重机损伤分析

通过对门桥式起重机的结构分析,建立了其振动力学模型.通过对频率、位移模态、应变模态与曲率模态等损伤敏感参数的分析,指出曲率模态在门桥式起重机损伤检测中的优势,并对曲率模态的曲率模态差分析与损伤因子矩阵K分析法进行分析,在此基础上用ANSYS进行仿真验证,证明了损伤因子矩阵K比曲率模态差能更好地反映损伤的大小,并因不需要原始数据而更有实用价值,最后,提出了运用光纤Bragg光栅传感技术建立一套门式起重机损伤在线实时监测、分析与预测系统的设想,为实际应用提供了理论基础.     

挖掘机械

正单斗挖掘机GJ20161026混合动力挖掘机动力系统模态分析及试验研究[刊,中]/邢树鑫…//工程机械.—2015,46(11).-18~21针对混合动力挖掘机动力系统振动剧烈导致的部件失效问题,首先利用有限元软件对动力系统进行模态分析,确定系统固有频率和相应的振型,随后通过非接触式扭转振动测试方法对动力系统的扭转振动进行了测试和分析。结合理论分析、试验测试和发动机激     

考虑公差的扭转动力吸振器不确定性优化设计

建立了带扭转动力吸振器的动力传动系统模型,考虑了动力传动系统与后桥的耦合作用,推导了带扭转动力吸振器的动力传动系统振动动力学方程;对扭转动力吸振器的影响进行研究,分析了加入扭转动力吸振器后动力传动系统自由振动和强迫振动性能的变化及其原因;将区间不确定性优化模型引入动力传动系统振动分析中,保证了不同制造条件和使用工况下扭转动力吸振器均能最大程度发挥其作用,且允许扭转动力吸振器参数存在宽松的设计公差。     

转向架构架模态频率与疲劳损伤参数敏感性研究

转向架构架是车辆走行部主要承载结构,结构的疲劳强度可靠性是核心的设计指标。根据受力分析,构架弹性变形的载荷来自车体振动与轨道不平顺导致的超静定扭曲支撑。基于模态柔性并通过刚柔耦合车辆动力学仿真,分析车辆典型运行状态下构架模态参与系数;构架一阶扭转模态振动响应是构架变形的主要贡献量,且造成了横侧梁连接位置较大应力水平及损伤量;由于构架结构型式为H形,抽象了一种变扭转刚度的构架模型,通过改变耦合扭转刚度来改变构架扭转自振频率。通过惯性释放的准静态叠加法,分析扭转频率从0 Hz到45 Hz下构架不同位置的损伤量。侧梁各位置随着频率增加损伤量增大而横侧梁连接位置则随之降低且敏感性更强。确定了主变形条件下的等刚度设计原则,构架设计应提高横侧梁连接位置刚度。     

Dynamic testing of a damaged bridge

In this paper the results of a campaign of dynamic tests carried out on an existing reinforced concrete single-span bridge subjected to increasing levels of damage are presented. The deck structure consists of a slab and three simply supported beams. The damage is represented by a series of notches made on a lateral beam to simulate the effect of incremental concentrated damage. The modal parameters of the lower vibration modes were estimated from frequency response measurements obtained under harmonic excitation. The variation of natural frequencies shows an anomalous increase in the transition from one intermediate configuration to the next damage configurations. Changes in vibration modes are appreciable from the earliest level of damage. In particular, changes in modal curvature of lower modes do provide indication on the damage location.     

Dynamic identification of a reinforced concrete damaged bridge

The results of a series of harmonically forced tests carried out on a reinforced concrete single-span bridge subjected to increasing levels of damage are interpreted in this paper. The deck structure of the bridge consists of a slab and three simply supported beams. The damage is represented by a series of notches made on a lateral beam to simulate the effect of incremental concentrated damage. The variation of lower natural frequencies shows an anomalous increase in the transition from one intermediate damage configuration to the next ones. Vibration mode shapes show an appreciable asymmetry in the reference configuration, despite the nominal symmetry of the bridge. A justification of this unexpected dynamic behavior is presented in this paper. The analysis is based on progressive identification of an accurate finite element model of the reference configuration and on reconstruction of damage evolution from natural frequency and vibration mode measurements. Changes in modal curvature of the first two vibration modes evaluated along the main beams are successfully used to identify the location of the damage.     

桥面不平引起车桥系统随机振动车速因素分析

将桥梁离散为梁单元,车辆简化为两自由度系统,桥面不平顺引起的车桥耦合振动荷载等效为虚拟激励荷载,建立移动车辆-桥梁耦合随机振动模型,运用虚拟激励法((pseudo excitation method,简称PEM)并结合模态综合叠加技术进行求解。将数值迭代结果与Monte-Carlo法对比,验证求解算法的正确性。以简支梁桥为例,在频域内对桥面不平顺引起车桥耦合随机振动的车速因素进行分析。结果表明:桥梁跨中竖向位移均方根值随车速变化较大,车速对位移和加速度功率谱曲线的1阶频率峰值和带宽影响显著;近支点加速度功率谱曲线的峰值、频率及带宽随车速变化明显。研究桥面不平顺引起的车桥耦合随机响应,车速对桥梁和车体振动影响不可忽略。     

基于灵敏度分析的汽车动力传动系扭振特性优化

利用偏导数法分析得出汽车动力传动系无阻尼自由扭振固有频率和振型对转动惯量和扭转刚度的灵敏度。以某车型动力传动系扭振特性为例,通过分析固有频率和振型对转动惯量和扭转刚度的灵敏度,找出对固有频率和振型影响最灵敏的结构参数,对其进行动力学修改,实现传动系固有频率和振型的优化,从而减轻扭振的程度。研究成果可为汽车传动系的动态特性优化提供依据。     

混合动力挖掘机轴系扭振特性

建立了混合动力挖掘机轴系的有限元分析模型,对轴系前5阶模态进行了计算。计算结果表明：与传统挖掘机相比,混合动力挖掘机轴系的1阶模态频率下降了270Hz;前2阶模态的振型均为扭转振动。建立了混合动力挖掘机轴系的动力学仿真模型,对轴系的扭振特性进行了仿真研究。仿真结果表明：混合动力系统轴系存在周期性的扭振,扭角变化幅度为±0.003°,扭振频谱存在峰值,峰值频率约为48.9Hz。建立了混合动力挖掘机轴系扭振测试实验台,对不同转速下轴系的最大扭角进行了实验测试。实验结果表明：当混合动力系统轴系转速大于1100r/min时,轴系的最大扭角保持不变,约为0.003°;当混合动力系统轴系转速小于1100r/min时,轴系的最大扭角随转速的减小而增大;当轴系转速为896r/min时,轴系的最大扭角约为0.007°。     

回转窑多级传动系统的扭转振动分析

多级传动系统扭振的固有频率对回转窑的扭振状况具有重大影响,并完全取决于传动系统结构.控制和调整多级传动系统结构避开共振频率,既是多级传动系统设计的基本要求,同时也是减小振动的有效措施.文中求解出系统的固有频率,并进行多级传动系统激励频率分析,为回转窑传动系统的安全稳定运行提供了理论依据.     

航空机轮刹车振动力学建模与试验分析

为探究飞机刹车系统的振动规律,以航空机轮刹车装置为研究对象,通过对刹车装置的受力分析建立了刹车扭转振动和轴向振动的力学模型,建立刹车振动系统的频率方程,计算出扭转和轴向固有频率,采用m+p动态测试软件对力学模型和固有频率进行验证,理论与试验结果基本一致。在惯性试验台上进行刹车振动测试,通过理论计算和试验结果初步得出了刹车振动规律,为航空机轮刹车装置的设计和改进提供了依据。     

汽车发动机减振皮带轮的动力学设计

这里介绍了汽车发动机三角皮带轮减振器的结构、要求、工作原理和设计原则。推导出了汽车发动机曲轴扭转振动频响特性曲线的公式。并以实例说明了构成皮带轮减振器的轮毂、橡胶环及具有三角构槽的外环这三个零件的物理参数（包括扭转刚度、转动惯量、阻尼）对减振效果的不同影响。根据频响曲线，说明了如何在各个参数的不同组合中做出最佳选择，以获得最优设计方案。     

Moving load identification on multi-span continuous bridges with elastic bearings

A method based on modal superposition and regularisation technique is developed to identify moving loads on an elastically supported multi-span continuous bridge deck. The effects of different influencing parameters, such as the measuring noise, sampling rate, vertical and rotational stiffness and the travelling velocity of the moving loads, are studied. Numerical simulations show that the method can identify accurately the moving loads on the bridge supported by elastic bearings using different types of measured responses. The stiffness of the bearing should be large relative to the stiffness of the bridge deck. Measured acceleration gives better results than those from strains, and the number of vibration modes used in the identification should exceed the highest frequency of the excitation forces for an accurate identification.