阻尼合金在切削工具中的应用仿真研究

数控机床的外圆车刀在工作时振动会严重影响加工精度,降低车刀使用寿命。基于有限元数值仿真,研究了在刀杆上添加锰铜阻尼合金材料来减小切削振动的新方法,深入分析了不同添加方案。研究结果表明:刀杆上下两面各添加1.5 mm阻尼合金层,在稳定期减振效果最为显著,输出点稳定期加速度均方根值降为原输出值的30.86%,刀杆上下两面各添加4.5 mm阻尼合金层,横向贯穿边长为8 mm阻尼合金方柱时,输出点衰减期加速度均方根值降为原输出值的40.40%     

基于有限元法的输流管道系统非线性振动研究

输流管道的横向振动是造成管道破坏的主要原因.首先建立了输流管道系统的横向振动有限元方程,给出了四种不同的边界约束条件.应用振型分解法进行了系统的模态分析,分别求解了振动系统在无阻尼和有阻尼情况下的固有频率和固有振型.采用Newmark法求解了系统的响应.研究了管道跨距、流体流速、流体压强、流体流速扰动、流体压强扰动等系统参数对振动系统的模态和响应的影响,为输流管道系统的减振研究提供了理论支持.     

输流管道流固耦合振动研究

管道系统的流固耦合振动问题一直以来都被称为"典型的动力学问题",由于载流管道模型比较简单,相对于其他结构体,输流管道系统更容易设计与制造,方便实验研究。阐述了管道振动系统,推导了振动方程,提出输流管道减振的措施。     

缓冲器在高层楼供水系统中减振降噪应用研究

将缓冲器应用于高楼供水系统进行减振降噪，完成了理论计算和实验研究，应用结果表明：合理设计和安装缓冲器能够减少管路振动，降低噪声。     

Experimental Investigation on the Dynamics of Pipes Conveying Fluid Based on Strain Gauge Test

基于应变测试的输流管动力学特性实验研究

赵云龙,车驰东,周勇

（上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院）

创新点说明：

在假设流体阻尼和结构阻尼的基础上,推导了简支输流管道弯曲振动方程,同时计入了流动及科氏加速度的影响,并利用伽辽金法对方程进行求解。随后,基于应变测试的方法对空管和输流管分别进行了模态识别,并测量了流体的等效粘性阻尼系数。

研究目的：

船舶管路系统为船舶动力系统提供工作所必须的水、油等,其动力学特性对于船舶动力系统的可靠性及船员的适居性有很大的影响。本文对输流管的动力学特性进行分析,为输流管道的可靠性研究提供理论依据

研究方法：

本文的理论分析采用了伽辽金法,实验是采用应变测试的方法

结论：

输流管的固有频率和阻尼比均小于空管,但两者振型区别不大;管道的初始形变大小对于结构的阻尼比和流体等效粘性阻尼系数的影响很大;在大变形下,流体的存在会减小系统的等效阻尼。

关键词：输流管;模态识别;应变测试;阻尼比

     

液体火箭发动机输流管振动分析与设计

建立了仿真模型对液体火箭发动机三维输流管结构进行动力学与振动响应研究,基于仿真分析结果设计管路支撑构型,以提高稳定性、降低振动幅值.首先,基于ANSYS Workbench分别建立两端支撑输流直管和曲管流固耦合动力学仿真模型,将仿真得到的动力学特性与理论计算进行对比,验证仿真方法的有效性;然后,建立液体火箭发动机三维输...     

粘性剪切型拉索阻尼减振器研究

为控制大跨度斜拉桥拉索的大幅振动,研究应用粘性剪切型阻尼器进行拉索减振.利用粘性剪切耗能优于挤压耗能的特性,提出一种简便可行的外置式拉索减振器的设计方法.讨论了减振器刚度、安装位置、粘性材料、阻尼系数等参数对减振效果的影响.最后将其与高阻尼剪切型拉索减振器进行了比较.结果表明,粘性剪切型减振器具有更好的减振性能.     

粘弹性阻尼结构振动仿真及在轨道车辆的应用

采用有限元和试验验证相结合的方法研究粘贴粘弹性阻尼悬臂梁的模态以及瞬态响应仿真技术,然后将仿真技术应用于轨道车辆车体结构,探索了粘弹性阻尼材料对车体结构振动特性的影响及其在轨道车辆车体减振设计的应用,研究表明采用粘弹性阻尼材料对轨道车辆结构具有较好的减振作用.     

高阻尼橡胶剪切型阻尼器的拉索减振试验

利用高阻尼橡胶剪切耗能优于挤压耗能的特性,开发了一种外置式高阻尼橡胶剪切型拉索阻尼器对拉索进行减振控制。利用DASTLab5.0系列软件平台对拉索-阻尼器系统进行振动控制试验。试验工况分别考虑了有无阻尼器、阻尼器刚度、阻尼器安装位置等对振动控制效果的影响。试验结果表明:该阻尼器设计方法可靠,安装阻尼器后拉索阻尼有了很大提高;频率对阻尼器减振性能的影响很小;阻尼器安装位置对拉索减振效果影响很大;刚度一定时对橡胶构件的面积和厚度需进行合理取值;高阻尼橡胶剪切型阻尼器具有较好的制振效果。     

T型测压管路频响特性影响因素的显著性分析

基于波动原理开展了T型测压管路系统频率响应特性的实验研究,并根据脉动风压现场实测的基本过程,分别给出了影响测压管路系统频响特性的3个主要因素,每个因素设置了4个水平,基于16个正交实验结果,通过显著性分析,找出了影响因素对测压管路系统频响特性的主次性。结果表明:输入端管路长度对T型测压管路系统频响函数的影响最大,接收端管路长度的影响次之,排水端管长度的变化对测压管路系统的影响最小。     

M2052高阻尼合金在结构件减振中的应用研究

利用动态热机械分析仪(DMA)、有限元分析软件PatranNastran和振动测试设备(DH5981),研究了M2052合金的阻尼性能及应用在支撑底座中的减振性能.振动测试结果与有限元分析结果比较吻合.结果表明:在频率响应分析中,M2052的应用能够有效降低振动,明显减小振动源产生的振动经支撑底座的传递;在瞬态响应分析中,通过振动衰减曲线对比看出,阻尼合金应用到工字型支座能更快的耗散振动能量,在一定范围内阻尼合金的应变越大,阻尼性能越好,所以S型支座能提供更大的减振性能;同时,通过力锤敲击实验验证了M2052合金在结构件中的应用能有效降低机械振动,且应变越大支座的减振效果越好.     

滑移装载机行驶减振系统设计与建模仿真研究

以滑移装载机为研究对象,针对在行驶过程中受到不平路面激励时,工作装置对车架的冲击而引起的整机剧烈振动问题,采用液压缓冲回路和传感检测技术对行驶减振系统进行了设计.运用机械振动原理建立了整机的三自由度动力学模型,结合动力学原理建立了整个系统的数学模型,运用数字仿真方法并利用MATLAB/Simulink对系统进行动态仿真.仿真结果表明:行驶减振系统能使整机的振动幅值降低55%,振动加速度降低59%,并在较短的时间内达到稳态;合理地选取减振系统的刚度和阻尼参数值能加快衰减振动的振幅和加速度,提高了滑移装载机的行驶平顺性和工作效率.     

边界和杆件倾角对沙漏点阵结构振动特性的影响

为设计兼具优异承载与减振功能的先进轻质多功能结构材料,本文通过试验结合数值的方法研究和对比了新型金属沙漏型点阵结构和传统金字塔型点阵结构的固有振动和谐响应特性。基于模态有限元法和模态叠加法,研究了不同边界条件和芯子杆件倾斜角度的沙漏和金字塔型点阵结构固有振动和谐响应特性,阐述了不同边界条件和杆件倾斜角度对结构加速度频响曲线和幅值的影响规律。结果表明:芯子相对密度相同时,沙漏型点阵结构具有较高的固有频率,且对边界条件和杆件倾斜角度变化更敏感。通过优化设计杆件倾斜角度可实现结构加速度频响幅值的调控,为下一步工程应用提供理论依据和技术储备。     

约束阻尼结构约束材料优化选择研究

在自由阻尼结构的基础上,建立了约束阻尼结构的振动方程并对方程进行求解.对比约束阻尼结构和自由阻尼结构的振动特性,证明了附加一层约束层可大大提高结构的损耗因子.研究了约束层材料力学性能参数对结构振动特性的影响,结果表明约束层弹性模量对结构振动特性影响较大,材料优化选择的结果也与工程实际中应用的材料基本一致,研究结果可对结构阻尼减振设计时约束材料的选择提供理论支持.     

大型风电机组主动减振电气控制方法综述

为了延缓风力机振动、延长机组寿命和提高运行稳定性,设计电气控制系统实现大型变速变桨风电机组的主动减振具有重要的现实意义。在风力机振动模态分析的基础上,围绕风轮叶片、塔架和传动链这3种主要零部件的主动减振控制方法展开综述,并详细分析独立变桨距控制和阻尼控制在风力机减振控制中的应用。研究结果表明:独立变桨距控制可有效缓解风轮不平衡载荷、改善叶片振动问题;阻尼控制通过变桨距控制和转矩控制提供附加电气阻尼信号,可增大塔架和传动链的等效阻尼,从而达到减小振动的目的。由于风力机振动模态之间的耦合关系,设计减振控制方法时需考虑风电机组整体的优化协调问题,结合独立变桨距控制和阻尼控制,兼顾叶片、塔架和传动链的协调减振,是值得进一步研究的问题。     

含SMA阻尼的飞机起落架系统振动分析

为了更好地提高飞机起落架系统的减振效果和分析形状记忆合金(Shape Memory Al-loy,即SMA)的阻尼特性对飞机起落架减振的影响,将SMA应用于某型飞机起落架系统进行阻尼特性分析及振动数值计算.首先,将某型号飞机起落架系统简化为两自由度的系统;然后将SMA加入到此系统中,通过仿真分析,研究SMA的阻尼特性对...     

提高平板抗振能力几种措施的比较

电子设备中的插箱等主要由平板组成的部件在振动的环境中容易受到破坏。本文以不同边界条件下的矩形平板为简化模型,用有限元法分析了质量、刚度等参数对振动特性的影响,研究了设计阻尼层位置的方法及双层板的减振特性,通过实验对几种减振措施进行了比较。     

渤海某平台磁流变智能阻尼隔振控制

目的 研究了利用主动变阻尼控制系统优化方法设计磁流变智能阻尼隔振平台结构，为实际工程利用磁流变阻尼器为结构减振设计提供方法。方法 采用ANSYS软件提供的结构刚度矩阵庞大，不易进行半主动和主动控制系统设计，根据ANSYS有限元分析提炼出简化计算模型，基于主动最优控制设计方法，设计了磁流变阻尼隔振系统，进行了冰激振动和地震动作用下的磁流变阻尼智能振动控制反应分析．结果 该平台半主动磁流变阻尼隔振体系对导管架端帽处最大位移和甲板处最大加速度均有很好的控制效果，隔振层位移满足采油工艺要求．结论 主动最优控制设计方法是一种很好的设计方法，具有广泛的应用前景；对于平台结构半主动磁流变智能阻尼隔振体系是较好的控制方案．     

聚氨酯-橡胶复合阻尼材料减振优化设计

隔离自由阻尼是在传统的自由阻尼结构上建立起来的一种减振处理方法。本文以隔离自由阻尼理论为基础,提出以硬质聚氨酯泡沫作为隔离层、橡胶为阻尼层制备成用于抑制结构振动的聚氨酯-橡胶隔离复合阻尼材料。利用模态叠加原理和Lagrange方程,在考虑阻尼层剪切变形的基础上,推导出了隔离自由阻尼悬臂梁的控制方程。在钢板悬臂梁上敷设隔离层与阻尼层厚度比值为1～3以及具有分段式隔离层的聚氨酯-橡胶复合阻尼材料,并通过单点锤击实验从幅频曲线、复合损耗因子、模态频率等方面对悬臂梁模型的减振性能进行了对比分析。结果表明：隔离层与阻尼层的厚度比值由1增加至3时,模型的振动响应峰值降低了13%～62%,同时损耗因子明显升高;当厚度比超过1.5时,材料对模型低阶模态的减振效果持续提高,而高阶模态的减振效果趋于稳定;分段式隔离层的设计降低了隔离层的抗弯刚度,扩大了阻尼的层的处理面积,模型振动响应峰值降低了27%以上,且并未显著增加阻尼处理的附加质量。研究结果揭示出：在聚氨酯-橡胶隔离复合阻尼材料的阻尼层厚度不变的情况下,增大隔离层与阻尼层的厚度比有助于提高复合阻尼材料的减振性能;分段式隔离层的设计在此之上能够进一步改善复合材料的阻尼性能。     

大跨度叠层连廊步行振动响应及减振控制研究

为研究西安站东配楼大跨度叠层连廊振动舒适度问题,文中通过建立叠层桁架的空间有限元模型,利用Ritz向量法对大跨度叠层结构进行了模态分析和人行荷载振动响应分析,采用调谐质量阻尼器进行了竖向舒适度控制,分析了对连廊振动响应的影响因素。研究结果表明：通过对比不同调谐质量阻尼器布置方案的结构加速度响应,获取了叠层连廊采用多频率被动调谐质量阻尼器的合理方案,布置多频率TMD后连廊结构步频为1.4 Hz和1.5Hz的峰值加速度,相比于原结构的减振率分别为58%和35%,相比于单频率TMD的峰值加速度的减震率提高了9%和25%,布置多个不同频率的TMD对连廊的减振效果减振效果更为明显,舒适度满足设计要求。