转子系统临界转速计算及不平衡响应分析

利用有限元分析软件ANSYS建立典型的转子系统有限元线性分析模型,考虑了转子的陀螺效应,通过多次模态求解得到转子系统的坎贝尔图,进而得到转子系统的临界转速。通过不平衡响应分析法验证了转子系统临界转速求解的正确性,进而通过频率响应曲线分析了转子系统在不平衡力作用下对转子系统动态特性的影响。通过对计算结果的分析,指出鉴于舰船汽轮机转子工作环境的复杂性,应在完成航行任务后及时对转子进行检测,减少因不平衡量的存在引起机组的振动问题。     

柔性结构的模态价值分析研究

以欧拉－伯努利梁为模型,推导出基于系统响应梁的模态价值截断准则,其结论可推广到大型柔性火炮系统结构,由于该法考虑了可观性向量、模态增益、结构阻尼系数及模态频率,较简单的频率截断法是一个很大的改进,降阶后的模型能很好地近似原系统性能。最后文章给出一个算例。     

基于冲击信号的冲击响应谱研究

传统的冲击试验缺乏对冲击环境模拟的真实性,因此对某试验冲击信号采用较为先进的改进的递归数字滤波器法进行了冲击响应谱计算.介绍了冲击响应谱的计算原理和冲击响应谱的分析算法.用MATLAB数据处理语言为平台,得到该冲击过程对应的冲击响应谱曲线.为了更好地进行人机对话,在编写冲击响应谱曲线的基础上,编写了冲击响应谱数据处理软件.通过试验验证了算法的正确性,为工程实践中的冲击响应谱分析提供了一种通用性相对较好的分析方法.     

多管火箭炮阻尼特性研究

多管火箭炮系统阻尼是系统动态响应的重要参数,对连射时序和射击间隔有着重要的影响.针对多管火箭炮的典型结构,从理论上分析了影响系统阻尼特性的典型因素,运用多体动力学方法建立的计算模型进行仿真分析,仿真结果与理论分析一致.研究结果表明发射装置起落架与回转体间约束副的摩擦效应、起竖油缸阻尼效应、部件的弹性变形对多管火箭发射时的阻尼特性有着决定作用,而金属结构的材料阻尼特性对发射时的系统阻尼影响较小.     

基于水下爆炸实船试验的舰船阻尼的研究

以实船试验的实测结构响应数据为基础,运用经典峰值处理法计算得到不同冲击因子下实船总振动阻尼比。采用最小二乘复指数法识别舰船结构模态参数,运用无量纲化方法使计算结果唯一。运用离散快速傅里叶变换对模态参数进行校验,验证了计算结果的正确性。根据所提取的结构模态频率和模态阻尼比,对系统的结构阻尼进行统计和定量分析,给出瑞利阻尼系数的试验值,为舰船冲击响应计算与分析提供参考。最后,与美国DDG53的瑞利阻尼系数进行对比,比较结果表明两者差距较大。     

基于系统冲击响应的时间序列建模方法

针对在工程实际中很难得到系统准确的白噪声响应信号,因而给系统ARMA (Auto-regressive Moving-average)时间序列模型辨识带来一定不便的问题,提出了一种基于系统冲击响应信号ARMA时间序列建模方法.利用系统白噪声输入响应信号与冲击输入响应信号的相关函数之间的比例关系,构造基于冲击响应信号相关函数的参数求解方程组,以达到系统模型参数的辨识.该方法利用系统冲击响应输出信号即可有效地实现系统的ARMA建模,同时又避免了常规建模方法中获取系统白噪声响应的不便.仿真实验表明,该方法能够有效辨识系统模型.     

微型涡喷发动机转子动力学特性研究

建立了某微型涡喷发动机的转子动力学计算模型，应用该模型，采用传递矩阵法分别计算了转子系统的临界转速和稳态不平衡响应，分析了转子动力学特性，提出了防止发动机产生共振的方法，为发动机的设计和试验提供了依据。     

铜筋混凝土梁在低速冲击下的计算方法

总结和分析了钢筋混凝土梁在低速冲击下的局部与整体变形和破坏特征，考虑冲击体头部形状影响的局部效应，研究以弯曲理论为基础，考虑钢筋混凝土梁的裂缝形成（准弹性阶段）和破坏（塑性阶段）的计算方法，通过建立简化计算模型，得出了钢筋混凝土梁在低速冲击下的计算公式。     

小型涡喷转子动力特性研究

某型涡喷发动机在实际试车时,出现振动偏大现象,为了排除故障,对该发动机转子的动力特性进行计算分析.根据实际结构,在ANSYS中建立了有限元计算模型,在此基础上计算了转子临界转速和稳态不平衡响应.分析得到,该转子工作在两阶临界转速之上,且在整个工作转速内没有临界转速点.该分析方法为转子临界转速的计算提供了比较完善的方法,分析结果为发动机安全运行提供了理论依据.     

折叠弹翼展开的刚柔耦合动力学分析

为了更精确的计算折叠弹翼展开的动力学响应,基于柔性多体系统动力学建模方法建立了弹翼展开的刚柔耦合动力学模型。引入固定界面子结构法并作适当修正来描述弹翼,有效考虑了边界处的效应,提高了计算的精度,并可使用模态应力恢复的方法得到弹翼的动应力。以某导弹折叠翼为例进行展开动力学分析,结果表明了该建模方法的有效性。     

基于扭摆的中低频响应谱修正方法研究

冲击响应谱广泛应用于舰艇及其舰载设备抗冲击的设计工作中。由于趋势项误差的存在使得冲击谱中低频区出现失真现象,为此通过理论分析解释了趋势项误差对冲击谱中低频区域测量失真的作用机理,得到了零飘现象中放大倍率与系统频率和系统响应间的关系。从原理上分析阐述数学修正方法的优劣,结合现有修正仪器提出扭摆模型修正方法,建立该扭摆模型振动方程并应用Ritz-Galerkin方法推导近似周期解与主共振频率方程。进行了扭摆与传统弹簧振子在相同冲击环境下冲击响应试验,结果表明,在低频扭摆冲击响应摆角小于20.06°范围内,扭摆与弹簧振子具有良好的线性关系。对比数学修正方法、传统弹簧振子修正方法以及扭摆修正方法发现,扭摆修正方法对冲击谱中低频段的修正结果可信度较高。     

冲击谱在舰载设备抗冲击设计中的应用

介绍了冲击谱的计算原理和方法,设计了一个小型浮动冲击平台水下实爆试验,测量了舰载设备在水下爆炸冲击载荷作用下的冲击响应并计算了冲击谱,测量及分析结果表明:浮动冲击平台试验是舰船设备抗冲击性能考核的有效方法,设备安装频率是设备抗冲击性能的关键,冲击谱可以为舰船设备防护措施的改进提供依据。     

一种乏池检测装置的地震响应分析及优化

为了提高乏池检测装置在地震时的减震性和抗震性,提出一种乏池检测装置的地震响应优化方法。通过Pro Engineer软件对检测装置进行建模,使用SeismoSignal软件将采样得到的地震数据通过傅里叶变换为地震波谱,并以此为输入信息通过Ansys workbench的Response Spectrum Analysis软件模块进行谱响应分析,优化其减震模块。分析结果表明:该方法有效提高了乏池检测装置在地震时的抗震性,误差不超过5%。     

基于有限元分析的磁流变阻尼器动态响应

针对阻尼器特殊的结构特点,通过静态磁场仿真确定阻尼器的磁路结构。利用ANSYS 软件对阻尼器进 行瞬态磁场有限元仿真,获得阶跃电压作用下阻尼器的瞬态磁场响应过程,通过与简化数学模型的对比得出涡流对 阻尼器电磁响应时间的影响,并由磁场有限元仿真结果获得流道内磁流变液的剪切屈服应力时程曲线。通过阻尼器 动态响应时间测试实验获得激励电流作用下阻尼力的实测响应时间。结果表明：计算获得的剪切屈服应力时程曲线 与阻尼力的实测响应过程基本吻合,说明电磁响应是影响磁流变阻尼器动态响应的主要因素。     

基于车辆半主动悬架的一种磁流变减振器阻尼力的理论推导及试验分析

根据汽车减振的特点,设计了一种磁流变减振器,并对它的阻尼力进行了理论推导,从推导的阻尼力公式可看出,根据设计的减振器,在车辆悬架动态性能模拟试验台上对示功特性和速度特性进行了试验验证,证明了推导的阻尼力公式中阻尼力与通电电流成非线性(二次)关系是合理的,对设计出真正用于实际的减振器有一定的参考价值.     

剪切式爆炸螺栓火工冲击作用解耦试验及特性

为了辨识剪切式爆炸螺栓冲击产生的来源,设计了有预紧力、无预紧力、无活塞剪切和仅火药燃烧四种不同状态的爆炸螺栓,实现了火药燃烧、活塞剪切薄弱面、活塞行程末端碰撞和预紧力释放四种冲击源的解耦,利用压阻加速传感器测量其在60 cm×60 cm×1 cm的等效铝板上距冲击源中心15 cm处的响应加速度,以此计算出了各冲击源的冲击响应谱,并与整个事件的冲击响应谱进行对比分析。结果表明,不同冲击源的特性不同,火药燃烧诱导的冲击主要表现为高频,而活塞剪切薄弱面和活塞行程末端碰撞引起的冲击集中在中低频。在整个频域内,预紧力释放是整个冲击响应输出的主要贡献者,大约占57.51%,而火药燃烧、活塞剪切和活塞碰撞三个冲击源的贡献相当。     

减振器的分析与改进方案

本文对几种典型减振器做了一些分析,并根据我国主战坦克的特点提出了一种新的改进设计方案,在文中暂称为“复合作用”式减振器。它既能产生象摩擦减振器的摩擦阻尼,又能具有筒式减振器的小孔节流阻尼效果。两种阻尼的复合作用如调整适当,则对提高悬挂系统对地面情况的变化适应能力,改善车辆行驶平稳性和可靠性有很大的帮助。     

汽车减振器相对阻尼系数的确定

基于2自由度汽车悬架模型,研究减振器阻尼对车辆行驶平顺性的影响,进而确定相对阻尼系数.根据系统微分方程,用Simulink建立了零均值白噪声路面速度谱输入的非线性悬架系统模型,通过多次循环仿真得到系统响应量的时域信号.分别计算各平顺性指标,并绘制其曲面图,可以观测压缩行程和复原行程阻尼对平顺性的影响,从而确定合适的减振器阻尼.     

基于冲击响应谱特征提取的自动机裂纹故障诊断

针对武器自动机在动作过程中,机构相互碰撞产生的冲击振动信号,提出计算冲击振动信号的冲击响应谱,并提取冲击响应谱特征值,进而开展自动机部件裂纹故障识别的新方法。开展不同裂纹部件的射击试验,采集正常及故障条件下自动机部件碰撞冲击信号,并根据运动过程进行分离;计算分离后冲击信号最大冲击响应谱,根据冲击响应谱不同区域的冲击响应特征参数,提出冲击响应谱相对峰值比和相对峰值频率比的定义,并将相对峰值比、相对峰值频率比作为故障特征值进行提取;在不同裂纹故障条件下,对比故障特征值统计分布形态,完成不同故障条件的识别试验。试验结果表明,冲击响应谱特性提取可以准确有效地诊断自动机裂纹故障,是一种可以用来在线监测的新方法。     

火炮反后坐多级独立式磁流变缓冲器可控性分析

针对火炮反后坐缓冲应用场合,设计了多级可独立加载电流式磁流变缓冲器。依据45°射角下理想后坐阻力变化,分析该缓冲器在3种不同工作模式,即统一加载、组合控制及开环级联下的动态响应特性。冲击实验结果表明：在非可控区域内,单出杆式磁流变缓冲器动态过程存在气体压缩阶段,导致后坐阻力与速度存在明显的滞后现象;而在可控区域内,以2 A总电流输入为前提,组合线圈（线圈级数大于或等于2）工作模式下所产生的最大库伦阻尼力显著优于等值加载情况;开环级联控制模式能有效地降低后坐峰值阻力和延后其出现时刻,逼近理想缓冲效果,同时也对缓冲器最大有效行程提出了更高的要求。通过分析比较得出,基于时间和空间二维电流加载次序,该缓冲器可实现灵活多变阻尼特性输出,在较大射角的火炮反后坐缓冲系统中具有一定的可控性。