倒装键合机复杂钣金件试验模态分析

钣金件是机械产品结构中重要的组成部件,属于轻质量薄壁件,常用作框架的蒙皮或连接。在工程应用中,钣金件常因外部激励而产生振动和噪声辐射。针对传统模态试验中传感器的附加质量对薄壁件影响较大,采用了非接触激光测振技术。简单介绍了模态测试理论与多普勒激光测振原理,给出了试验模态流程和方法。采用单点激振多点拾振(SIMO)的方法,得到钣金件自由状态下的低阶固有频率和振型。试验结果显示,钣金件一阶固有频率为131.25Hz,高于外部激振频率,不会产生共振现象,有着较好的动力学特性。     

一种轻质大柔性索网结构模态测试技术

针对轻质大柔度空间索网天线的结构特点及其动力学特性,提出了一种适合于该类索网结构的模态测试技术。设计了一套适用于索网结构激励的非接触气动激振系统,采用三维扫描激光测振系统(3D SLDV)进行非接触振动测量,并利用随机减量技术(RDT)及Ibrahim时域法(ITD)识别结构的模态参数。研究表明,运用本试验方法成功进行了索网结构振动模态测试,拓展了常规的模态试验手段,具有广阔的推广应用价值。     

机床结构系统实用模态试验方法研究

针对MG1432B模拟实际工况进行了非接触式单点相对激振和多点拾振动态测试的研究。结果表明,该试验方法较准确地揭示了影响机床加工性能的动力学本质,从而为机床结构系统的模态分析和动特性修改提供了准确、可靠的试验参数,具有较好的工程应用价值。     

锤击脉冲激振阻抗测试技术提高精度初探

锤击脉冲激振阻抗测试方法具有试验时间短、仪器设备简单、没有附加质量和安装问题等优点,近年来广泛地应用于结构动态特性研究中,但应用这种测试技术时,如何提高测试数据的精度是大家关心的问题。本文就我们的实践体会来探讨锤击脉冲激振测试中的误差来源,以及消除和检验方法,并用以指导我们的机床模态分析试验得到了较理想的测试精度。     

流固耦合动态测试的研究

本文对流固耦合动态测试进行了深入地探讨,较好地解决了当前类似实验中较为困难的水下激振、拾振等问题。利用压电晶体片激振和拾振集于一身的特点,对结构进行了多点激振与拾振,一方面避免了测试中单点激振和拾振常出现的部分模态遗漏,另一方面对不同工况下各点间的相位进行测试,以期确定水上和水下同阶模态。本文对悬臂矩形板和循环对称结构进行了测试,结果表明,所设计的实验具有性能稳定、信噪比高、测试频带宽等优点。     

振动试验中夹具模态的抑制与应用

针对高频率、高刚度试验件难以在普通振动台上直接激振产生高周裂纹，进而无法确定其高周疲劳极限的问题，通过论证夹具模态对振动试验的影响机理，设计形成了固有频率可调的振动试验夹具。结果表明：该夹具应用于振动试验中，抑制了不利于试验件振动的夹具模态，增加了试验件有益振动量的传递，弥补了振动台激振加速度不足的问题，为高刚度、高频率试验件的振动试验提供了可选的解决思路。     

短时脉冲激励下隧道振动响应与模态参数识别

为了研究短时脉冲激振力下隧道结构振动响应及有效地提取隧道结构的模态特征。首先分析了锤击作用下的不同短时脉冲激振力精度及其频域特性,其次将短时脉冲激振力应用于上海地铁12号某盾构隧道进行了现场动力测试,最后分析了脉冲激振与隧道结构响应之间的传递函数,并结合随机减量、正交多项式法及自回归滑动平均模型法有效地提取隧道结构的模态参数。结果表明:短时脉冲激振力的中低频振动信号在隧道结构中传递特性较好,传递距离较远。隧道结构的模态频率呈现明显低频特征,前10阶模态频率在100 Hz以下。因此,短时脉冲激振力能够很好地应用于隧道动力测试及模态识别,可为基于模态特征的隧道结构损伤识别及健康监测多个研究领域提供有效的支撑和参考依据。     

试验台约束对滑动轴承动特性识别精度的影响

在滑动轴承的动特性测试中,试验台参数对动特性测试精度有重要的影响。以某倒置式轴承动特性试验台为研究对象,基于轴承动力学正反问题,提出滑动轴承动特性系数识别精度的仿真评估方法,分析不同激振频率时试验台约束参数对轴承动特性系数识别精度的影响规律,并对激振频率和约束参数的取值范围进行优选。结果表明：在较低激振频率的条件下,当约束刚度和约束阻尼取值较小时,动特性系数的识别精度受测试误差的影响不大,随着约束刚度和约束阻尼取值增大到一定值,动特性系数的识别精度受测试误差的影响迅速增大。针对研究的试验台,选择激振频率在30~300 Hz之间,选择试验台约束刚度小于试验轴承刚度的0.3%,试验台约束阻尼小于试验轴承阻尼的7%时,能够保证较好的轴承动特性系数的测试精度。     

对两种电控式新型冲击激振方法的初步研究

本文在详尽分析影响现行脉冲锤冲击激振测试精度的原因的基础上,提出两种能克服其缺点的电控式冲击激振新方法。通过对系统本身的测试和在一个简支梁系统上所做的实验表明:新方法不仅在原理上是正确的,试验的具体实施方案是可行的,测试结果是可信的,而且具有脉冲锤冲击激振所难于实现的许多优点。本文还详细介绍了这两种电控式新型冲击激振试验方法的原理、实施方案和实验结果。     

用脉冲激振法测定机构的动态特性

动态试验的方法常被用来诊断产品的设计及制造中的缺陷,为产品的结构优化设计提供依据。目前国内运用比较广泛的动态试验方法是正弦激振。随着计算机技术的发展和普及,脉冲激振在各种构件的动态试验中将会得到广泛的应用,它和正弦激振相比具有以下优点:试验时间短;仪器设备简单;没有附加质量;试验不仅可以在实验室进行,还可以在生产车间进行;对试验所得结果还可以作进一步的数据分析如进行曲线拟合,模态分析与综合等。     

车削超硬材料时机床的动态特性分析

为研究车削超硬材料时对机床的影响,对机床进行了激振试验。阐述了在机床运转状态下进行相对激振试验的方法和原理,这样可以更接近机床的实际加工过程。用此方法测定了CW6140万能车床的动态特性,分析了机床的薄弱模态及其对机床性能的影响。同时,通过机床运转和静止2种不同状态下试验结果的对比分析,得出旋转状态下的动态测试能更准确地揭示影响机床加工性能的动力学本质。     

筛粉器的模态分析与实验验证

筛粉器作为专用金属粉末筛分工具,其固有频率对设备工作性能的影响至关重要。基于筛粉器的结构特征与振动力学原理,对其振动系统进行简化处理得到单一自由度的数学模型,并通过理论计算该模型的固有频率。同时,将筛粉器三维模型导入Hypermesh软件中建立有限元模型,通过ANSYS模拟筛粉器各阶固有频率及振型。对筛粉器进行激振测试获取试验模态结果,比对模态分析各阶固有频率与激振测试的结果,分析各结果出现差异的原因,并根据模拟结果提出设计结构的改进措施,使振动电机的激振频率远离振动筛共振频率,进而提升筛粉器的工作性能与使用寿命。同时,该结果也可为筛粉器动态性能分析提供理论依据。     

应用LabVIEW开发非接触式压缩机叶片模态测试系统

为了克服接触式模态测试方法中被测对象质量被改变以及敲击测试中随机因素造成的漏频问题,本文以非接触式电磁激振和激光拾振的方式应用Lab VIEW开发一套非接触式压缩机叶片模态测试系统。通过对该系统测得的实验结果与比利时LMS模态分析软件测得的实验结果进行对比,结果表明本系统可以更准确地测试出叶片的模态参数,针对文中的测试对象,最高测试频率达到11 000Hz。该系统基于稳态信号进行测试,理论上测得的结果更为准确,且具备操作简单、功能实用、无随机因素影响、可重复性强和无漏频等优势。     

导轨结合部动力学建模仿真与试验研究

通过弹性力学中经典的赫兹接触理论,计算得到由滚珠丝杠副及直线滚动导轨副构成的进给机构的各部分的接触刚度,建立理论动力学模型。对所建模型在ANSYS软件中进行有限元仿真,进行模态分析。利用比利时某公司提供的机床结构模态分析设备对动结合部系统进行模态激振实验。最后提取实验与仿真分析中所得到的动结合部系统的固有频率,做一对比,并提取分析对应振型,为以后的动力学建模、结合部参数识别以及机床的结构优化设计提供了一定依据。     

基于锤击法的复材结构模态试验研究

基于锤击法的模态试验技术,由于对结构产生的附加质量和附加刚度小等优势在结构模态试验中得到了广泛应用。现运用移动力锤的方法进行模态试验,测试结果表明,对于轻质量复材试验件,移动力锤的方法可有效降低附加质量对结构本身振动特性的影响,并能避免激振器激励所带来的附加刚度,另外还可避免激励过大造成复材结构的破坏。     

结构动态试验技术的发展

本文综合介绍了通过试验测试确定复杂结构振动模态参数的动态试验技术的发展。重点讨论了纯模态激振和传递函数两类主要试验技术的发展概况、理论基础、方法要点和测试设备等有关问题。其中包括我们所做的一些工作,并就结构动态试验技术的发展提出了一些看法。     

实验模态分析的进展(一) 动态测试技术

一、引言试验模态分析的发展大体可分为三个阶段。六十年代,主要采用正弦测试技术。在航空航天工业界,主要方法是基于正弦多点激振的相位共振技术。机械工业界则在基于正弦慢扫频激振的频率响应测试仪(当时称为机械阻抗分析仪或传递函数分析仪)开发成功后,利用实频、虚频特性的相位分离技术或异纳园拟合的识别方法来确定被测结构的动力特性。七十年代,试验模态分析技术蓬勃发展。基于快速富里哀变换(FFT)的动态信号分析仪和小型计算机在实验室广泛应用。采用各种宽频带激振的快速频响测试技术和在小型计算机上实     

非接触压电微马达的仿真与实验研究

提出了一种基于四区和八区2种激振方式的新型非接触压电微马达,并进行了振动模态的有限元数值模拟。利用ANSYS有限元软件对定子进行模态分析,并用激光测振仪对四区和八区2种激振方式下的定子进行位移扫频和振型测试,得出:最优驱动频率分别为34.4 kHz和46.3 kHz,相应的模态分别为B₂₁和B₂₂,二者结果吻合较好。对微马达的输出性能进行了实验研究,结果表明:三叶片和六叶片转子在八区最优模态激振下转子的转速约是四区的2倍。说明了增加定子的分区数不仅改变了定子的最优驱动频率而且能够明显提高转子的转速。而且当A-B间相位差从90°调谐到270°时,行波的传播方向发生了改变,从而实现了转子的换向。实验还表明,转子的正反转的转速基本一致。     

流固耦合作用下空间导叶式离心泵叶轮湿模态分析

研究流固耦合作用下流体机械叶轮的湿模态分析,对避免水泵共振和保证水泵的安全运行具有重要意义。本文以某空间导叶式离心泵为研究对象,运用ANSYS Workbench软件,研究了叶轮部件在空气和水环境中的干湿模态特性,分析了流固耦合作用对叶轮部件固有频率和模态振型的影响。同时,结合流体机械动静干涉的原理,讨论了离心泵叶轮的共振特性与原因。研究表明:在水体附加质量和附加阻尼的作用下,叶轮各个阶次的固有频率大幅降低,模态振型的幅值受到水体的抑制作用有所降低;水环境下叶轮降低的固有频率与激振力频率不再相近,进而抑制了叶轮共振模态的激发;叶轮在不同流体环境下的固有频率与流体声速密切相关,声速越低,固有频率越小。     

带附加气室空气弹簧性能试验系统的搭建与试验研究

针对主、附气室通过管路连接的空气弹簧工作过程复杂性及其特殊的非线性,搭建带附加气室空气弹簧特性试验系统,进行不同附加气室容积和不同连接管路直径的空气弹簧特性试验研究;设计出基于LabView的测试软件,通过数据采集系统测得弹簧作用力、弹簧位移和弹簧内部气体压力;针对四种容积的附加气室、四种内径的连接管路和四种初始气压在0.5～10.0 Hz激振频率范围内对空气弹簧特性进行台架试验,试验分析各影响因素对弹簧特性的影响规律,并探讨各因素的影响机理。试验结果表明,试验的可变因素对空气弹簧特性具有不同程度的影响:附加气室容积和连接管路管径的增大会降低空气弹簧的动刚度,但附加气室容积对动刚度的影响程度还受主附气室容积比的影响;弹簧内初始气压和激振频率的增加会增大弹簧动刚度,台架试验可以为带附加气室空气弹簧的设计及应用提供依据。