不同载荷识别的结构振动传递路径分析方法研究

为提高传递路径分析(Transfer Path Analysis,TPA)方法在结构振动传递特性分析中的有效性和工程实用性,提出不受振源存在或移除影响的逆矩阵法(MIM)识别工作载荷,并与直接测量法、复刚度法(CSM)、参数化模型的动刚度法在载荷识别时的适用范围、性能特点进行比较分析。由此建立相应的三种TPA方法,并结合振动模型算例,系统深入地分析三种TPA方法的性能以及结构特性参数对TPA方法性能的影响。分析结果表明给出的MIM-TPA方法在结构振动传递特性分析时具有更佳的精度和稳定性,并最终确定不同TPA方法的计算精度、效率及适应范围,极具工程应用价值。     

热电偶毫伏信号发生器的设计与实现

设计了一种热电偶毫伏信号发生器,利用上位机软件LabVIEW的计算优势,将所需的温差转化为相应的热电动势大小,并通过USB或串口发送到单片机,由单片机控制12位DAC转换电路输出相应的电压。测试表明,采用此种方法可以方便地实现多种类型的热电偶信号产生,精度可达±0.1℃,适用于一般的热电偶测量仪表的校准,并且可以根据需要对温度范围进行调节,同时支持多路独立输出,提高了校准效率。     

水下航行器高速机动非线性特性研究

在强机动条件下,水下航行器运动模型的解算可能会出现分岔、突变和多解等现象,对应于水下航行器的运动会出现失稳现象。针对这一问题,采用系统稳定性、稳定性判别及分岔等理论,以及解算高维非线性系统的延拓算法,研究了各项参数对水下航行器高速运动稳定性等非线性特性的影响,求出了产生分岔等危险情况的数值解。研究结果对水下航行器的实际操作控制可提供有益指导。     

离心泵内流场空化特性的数值模拟研究

针对离心泵内流场特性分析困难的问题,对离心泵流场数值模拟的几何模型建立、模型网格划分和边界条件设定进行了研究,采用计算流体力学方法,获取了在敞水性能条件下离心泵的扬程-流量、效率-流量的变化关系;结合Zwart空化模型,重点对不同有效汽蚀余量时离心泵的空化流场进行了数值模拟,得到了离心泵的内部流线和空泡分布的情况,并与该离心泵机组进行了性能测试实验,最后在此基础之上进行了对比分析。研究结果表明,所采用的数值模拟方法和空化模型合理有效,此结果可为进一步开展离心泵空化监测技术研究提供借鉴。     

装配体结构动态分析中不同连接方法对比分析

在装配体结构动态分析中,不同零部件之间连接关系的简化方法有三种:节点耦合、刚/柔连接和MPC算法。通过对比实体模型中这三种方法的精度,得出结论:节点耦合和MPC算法的简化精度都比刚/柔连接高,而MPC建模更加方便、实用。将MPC算法应用于齿轮箱装配体模态分析中,得到很好的效果。     

基于综合集成思想的连杆螺栓断裂失效预防

从现代人机工程学角度出发,将20世纪90年代初期中国学者提出的开放的复杂巨系统理论以及处理开放的复杂巨系统的方法论--从定性到定量的综合集成法,应用于发动机连杆螺栓断裂失效事件,构建了"人机结合、以人为主"的预防失效的理论框架,并具体给出了一种预防连杆螺栓断裂失效事件的发生以及保证连杆螺栓安全可靠使用的方法.提出的理论框架和方法同样也适用于其他类似的失效事件及工业安全事故的预防,具有一定的普适性.     

轴系校中状态对艉轴承力传递特性影响

船舶轴系的弯曲振动通过艉轴承传递到船体引发船体艉部振动并产生噪声,是影响船舶舒适性和安全性的主要因素之一。船舶轴系由于较大的自重和出于对轴承保护的原因必须进行轴系校中,校中过程中轴承垂向位置的变化将会改变各轴承所受载荷,继而改变轴承刚度,影响轴系振动特性及轴承处的力传递特性。为此,利用传递矩阵法建立轴系校中和弯曲振动模型,对一轴系实例分别进行直线校中和以艉轴后轴承静载最小为目标的优化校中,求得两种不同校中状态下各轴承处受力响应,研究发现两种校中方式低频段相差微小,在高频段有明显区别。     

多层材料椭球形空腔吸声覆盖层的吸声特性分析

针对椭球形空腔吸声覆盖层低频吸声性能比较差的问题,建立了多层材料椭球形空腔结构覆盖层的Comsol有限元模型,采用传递矩阵法验证有限元模型并对其进行吸声特性数值仿真分析。结果表明:理论计算与数值仿真的曲线趋势大致吻合,证明该有限元模型是有效的;相同穿孔率下多层材料吸声覆盖层低频吸声特性明显优于单层材料吸声覆盖层,并且根据穿孔率、表层厚度、损耗因子、杨氏模量等参数的变化分析了各种参数对吸声系数曲线的影响,为下一步声学优化提供具体指导。     

被动式Stewart隔冲平台的刚度特性

建立了Stewart隔冲平台的运动微分方程,分析了隔冲平台3个方向的动态刚度特性,讨论了刚度大小对平台抗冲击性能的影响,对隔冲平台进行了落锤式冲击试验,并与仿真结果进行了对比。研究结果表明:被动式Stewart隔冲平台的三向动态刚度近似呈线性;隔冲平台的横向冲击隔离率大于纵向冲击隔离率,纵向冲击隔离率大于垂向冲击隔离率;试验所得的冲击隔离率达到86.39%以上。研究成果可为Stewart隔冲平台在船舶设备抗冲击中的实际应用提供理论和试验依据。     

水下爆炸作用下多层隔振系统动态特性分析

设计一种多层隔振系统用于水下爆炸试验时对电测设备的抗水下爆炸冲击防护。基于大质量法,依据计算多体动力学理论,构建空气弹簧与钢丝绳隔振器相结合的多层隔振系统的抗冲击动力学分析模型,并进行动态特性分析。结果表明设计的多层隔振系统在水下接触和近场爆炸条件下工作正常,满足试验需求;多层隔振系统对冲击载荷的缓冲效率较高,但在设计时要重点考虑系统的稳定性。