集中质量对悬臂梁振动模态影响的分析研究

通过实验测量和NASTRN有限元模拟软件模拟两种方法,分析研究了集中质量对柔性梁振动模态的影响。在有限元模拟时,分别比较了在不同大小的集中质量下和不同位置的集中质量下的悬臂梁的振动模态。在测量过程中使用加速度传感器和LMS测量系统,准确有效地测量了在集中质量下梁结构的固有频率。总结出悬臂梁的固有频率随集中质量的增大而减小,随集中质量到固定端距离的增大而减小的规律。     

移动质量载荷作用下的悬臂梁振动计算方法

对受移动质量载荷作用的梁的振动规律进行精确研究,一直以来是振动领域的难点问题。以移动弹丸激励下的身管为研究对象,基于Euler-Bernoulli梁理论,建立了具有一般性的移动质量-悬臂梁耦合振动方程。根据模态叠加原理,采用广义坐标变换的方式编写了分析程序,求解移动质量载荷作用下的悬臂梁振动。该方法计算量小,精度高。在ABAQUS软件中建立有限元模型,通过联合ADAMS软件刚柔耦合数值分析验证了求解结果。最后,讨论了不同弹丸速度和弹丸质量对炮口处的振动影响规律。结果表明,炮口振动幅值随弹丸速度的增大而减小,随弹丸质量的增大而增大。该建模计算方法,亦可应用于移动质量载荷作用下的悬臂梁振动以及其它相关工程振动问题的求解。     

压电分流阻尼控制悬臂梁振动的实验研究

采用压电分流阻尼原理,对根部粘贴压电陶瓷片的柔性悬臂梁振动控制进行了实验研究。实验中设计了一个由电容、电阻和运算放大器组成的等效电感电路,解决了压电分流电路设计中的超大电感器问题。根据测试得到的带压电分流电路悬臂梁的闭路和开路自然频率,确定出了压电分流电路的最优参数,对悬臂梁的瞬态振动和单频简谐激励下的稳态振动控制实验表明了压电分流阻尼被动控制结构振动的有效性。     

疲劳裂纹对悬臂梁振动特性影响的理论分析

研究了疲劳裂纹对悬臂梁的固有频率及强迫振动响应的影响,使用余弦函数描述疲劳裂纹的开合过程。计算结果表明,疲劳裂纹不仅使悬臂梁的固有频率下降,而且引起非线性强迫振动响应。     

移动刚体激励悬臂梁的间隙模型与实验研究

利用理论建模与实验研究相结合的方法研究移动质量与悬臂梁导轨之间的动态间隙.利用二状态非线性弹簧-阻尼碰撞模型表征间隙铰,运用模态分析理论建立了含间隙作用移动刚体激励悬臂梁的时变横向振动分布参数模型,进行了数值计算.梁的动态响应与实验吻合较好验证了理论分析的正确性,间隙的时域曲线变化趋势基本相同,实验参数下计算的间隙一阶频率和实验一致.所建模型基本描述了系统的动态特性,为研究含间隙的机械系统提供了参考.     

小型悬臂梁结构振动参数交互辨识方法

介绍了针对于小型悬臂梁结构振动参数辨识的交互方法,通过有限元计算结果和模态试验结果的相互修正,能减小传感器附加质量和有限元建模不准确对悬臂梁结构振动参数的辨识结果引入的误差,使得修正后的结果与结构实际振动参数更为接近.典型算例给出了方法的具体流程.     

疲劳裂纺对悬臂梁振动特性影响的理论分析

研究了疲劳理解纹对悬臂梁的固有频率及强迫振动响应的影响,使用余弦函数描述疲劳裂纹的开合过程。计算结果表明,疲劳裂不仅使悬臂梁的固有频率下降,而且引起非线性强迫振动响应。     

悬臂梁式压电振动能采集器的建模及实验验证

为了根据环境振动和电学负载的特点对悬臂梁式微型压电振动能采集器进行优化,本文考虑质量块质心与悬臂梁末端的位置差异,建立了在基础激励作用下采集器的运动微分方程和边界条件.通过引入常数,建立了对单压电层、双压电层并联和双压电层串联的3个悬臂梁式微型压电振动能采集器均适用的耦合电路方程,得到了采集器固有频率和振型的表达式,推...     

悬臂梁压电发电装置的实验研究

压电材料在外力的作用下可以产生电荷,将这部分电荷收集起来可以为微功率电器提供电能。在对单层悬臂梁压电发电装置进行实验研究的基础上,设计并制作出多层悬臂梁压电发电装置;对两种装置的实验结果进行研究分析,不仅拓宽了悬臂梁压电发电装置的谐振频带,更有效地提高了其发电能力。     

移动质量激励下梁动态响应分析与试验研究

以移动质量激励下的梁为研究对象,建立了移动质量-简支梁和移动质量-悬臂梁耦合振动模型.考虑了移动质量的重力、Corilous加速度和惯性加速度对梁横向振动的影响,利用得到的级数解编制程序分析了移动质量参数变化对梁动态响应的影响.建立了移动质量激励下的梁动态响应试验平台,通过试验得到了各种规格质量块以不同运动速度激励作用下的梁动态响应曲线.试验结果表明了移动质量激励下梁动态响应模型的正确性.     

含压电片悬臂梁的LQR振动主动控制

应用有限元方法建立了贴有压电驱动器的悬臂梁动力学模型,并基于控制目标函数的LQR法,利用Matlab系统仿真,研究了悬臂梁振动主动控制与抑制的问题。最后,提供了数值示例,说明该方法能有效控制悬臂梁的振动。     

压电复合悬臂梁非线性模型及求解

基于功能材料的复合悬臂梁涉及多物理场耦合,其本构关系的非线性影响悬臂梁的输出及控制精度,采用Helmholtz Gibbs自由能关系建立压电材料的非线性本构模型。基于Boltzmann原理,该模型的内核函数由热能和Gibbs能量平衡决定。将模型与悬臂梁结构进行耦合,利用边界和初始条件导出压电复合悬臂梁的强解形式,并对强解进行弱化,采用Galerkin法对弱解进行离散化,利用三次B样条函数得到悬臂梁的数值解。研究结果表明,与已有文献的实验进行比较,所建立的压电材料非线性本构模型能够较好地预测复合悬臂梁的行为。     

基于非线性振动调制超声导波的悬臂梁结构的非线性损伤定位

提出了一种利用非线性振动调制超声导波的方法,实现了悬臂梁结构中非线性损伤定位（疲劳裂纹）。在该技术中,损坏的金属梁设计为悬臂梁结构,引入的磁铁系统用来控制悬臂结构的动力学响应,使模型呈现出非线性振动。结合非线性振动声调制技术和同步锁相解调技术,提取出由于疲劳裂纹引起的非线性响应,实现疲劳裂纹的定位。     

裂纹悬臂梁的扭转弹簧模型及其实验验证

将含裂纹悬臂梁转化为由扭转弹簧联接两段弹性梁构成的连接体,得到理论计算含裂纹梁振动频率的特征方程。确立了求解裂纹梁固有频率的数值计算流程．计算得到了裂纹深度和位置变化时裂纹悬臂梁振动固有频率的变化规律。进行了裂纹悬臂梁的弯曲振动台架实验,验证了本文提出的扭转弹簧模型及固有频率数值计算方法的有效性。     

伸展运动悬臂梁振动特性及能量分析

伸展运动悬臂梁属于典型的时变参数结构。由于质量和刚度随时间的变化,使经典的动力学理论在求解梁的振动方程时不再适用。为了研究伸展悬臂梁的振动特性以及能量的变化情况,首先,利用伸展运动悬臂梁的振动方程得出梁横向振动能量的表达式,进而得出能量的变化图,并直观的对比梁失稳前后能量的变化情况。利用数值方法分析伸展梁的振动特性,讨论失稳后能量在各模态之间分配的情况。结果表明,梁在失稳以后,能量在各模态之间分配的规律与失稳前能量分配规律有较大的变化。     

硬涂层参数对基础激励作用下悬臂梁振动特性的影响分析

在硬涂层阻尼减振研究中,迫切地需要创建硬涂层复合结构的分析模型,进而对硬涂层的动力学减振机理给予理论解释。基于Oberst梁理论,创建了基础激励作用下硬涂层复合悬臂梁的解析分析模型,并推导出求解复合梁固有频率、振动响应和振动应力的解析表达式。进一步,对硬涂层复合悬臂梁进行实例研究,用试验及有限元法验证上述解析推导的正确性。应用所创建的硬涂层复合梁解析模型,分析了硬涂层参数(包括弹性模量、损耗因子、涂层厚度)对悬臂梁振动特性的影响规律。结果表明,随着硬涂层弹性模量、损耗因子、厚度的增加,复合梁总体的抗弯刚度与损耗因子均相应地增大,共振响应及共振应力减小,说明增加硬涂层的上述参数有助于提高复合结构的减振效果。     

一种多自由度悬臂梁振动实验教学系统

开发了一种基于Lab VIEW的多自由度悬臂梁振动实验教学系统。多自由度振动梁由底座、主悬臂梁、短副悬臂梁和长副悬臂梁四部分组成,各梁通过螺栓连接可以组成单自由度、二自由度、三自由度振动系统。设计了多自由度振动系统的实验方案,使用Hypermesh软件分析了各种方案的振动频率。开发了基于Lab VIEW的测试系统,测得了几种典型实验方案的自由振动和强迫振动的固有频率。该系统可用于机械振动、模态分析等课程的实践教学。     

复合L形宽频压电悬臂梁的建模与仿真

为提高单频压电悬臂梁的振动能量采集转换效率,提出一种复合L形压电悬臂梁的宽频拓展技术,通过在单频压电悬臂梁水平结构中增加一个辅助垂直悬臂梁,组成L形压电悬臂梁,通过控制L形压电悬臂梁的结构和材料参数使悬臂梁的2阶模态频率为1阶模态频率的2倍,将1阶、2阶模态频率串联起来形成一个宽频的谐振带。利用拉格朗日方程和模态假设法建立了L形压电悬臂梁的频率方程和振动方程,通过数值仿真分析了L形压电悬臂梁结构和材料参数对其频率特性和振动特性的影响,并确定了系统的最佳结构和材料参数,实例验证了悬臂梁宽频拓展方法的正确性。     

模糊滑模控制的悬臂梁振动主动控制的研究

采用压电元件作为传感器和驱动器,基于模糊滑模系统的基本原理,设计了模糊滑模控制器,对挠性悬臂梁进行了主动振动控制。对悬臂梁末端施加控制前后端点的振动响应曲线进行了比较,仿真结果表明,采用的控制器对于提高悬臂梁振动控制是非常有效的。