飞机液压源导管振动改进研究

针对某型飞机导管振动应力超标故障,提出应力测试试验和模态分析方法,确定故障原因。基于管路振动内在规律,制定解决方案,通过改变导管刚度和改变长度两种改进方案对比研究,降低管路振动应力,达到技术规范和使用要求,有效保障了飞机的飞行安全。     

转子式压缩机并联系统管路减振设计及应用

针对转子式压缩机并联系统管路在多运行频率区间内管路振动应力超标严重现象,开展了转子式压缩机并联系统管路振动机理分析。通过并联系统管路振动特性分析,确定双压缩机振动激励源在管路组件中形成的“拍振效应”,是造成管路振动应力超标原因之一;通过动力学分析,基本判断出管路组件振动模态与管路应力超标问题存在较大关联性,在“拍振效应”下的压缩机激励源能量全面激起了管路多阶振动模态,引起管路共振;最终采用降低激励源能量耦合作用与降低管路组件工作变形的方法,通过对并联管路系统减振优化设计实现抑制管路振动响应;空调机组经CAE仿真工具验证,振动应力改善74%;空调机组经管路振动应力试验验证,管路振动应力平均降幅43%,验证了管路减振设计方法的有效性及实用性,形成了一套解决转子式压缩机并联系统管路振动的通用指导方案。     

某车型空调管路支架断裂失效分析及优化

利用有限元软件建立某车型空调管路支架的惯性力强度分析模型、模态分析模型和动力总成拉拽力强度分析模型,利用仿真分析软件进行有限元计算,通过与试验数据和试验照片对比分析,判断支架失效真因。根据失效真因,结合支架受力传递路径,提出结构优化方案,并对优化方案进行分析验证。分析结果表明:在同样的动力总成拉拽力作用下,优化方案最大应力值相比原结构降低了50%,且后续整车试验并未出现空调管路支架失效问题。此优化方案可以解决空调管路支架失效问题。     

某轨姿控管路系统模拟分析及优化

根据某轨姿控系统中关键组件的固定位置进行管路布置,并通过ANSYS Workbench对管路和管路接头进行了仿真分析,针对分析结果、结合管路布置原则对原管路进行改进。通过与原管路对比发现:改进管路模型的固有频率避开了系统工作频率910 Hz;在随机振动中X方向上的等效应力和位移分别减小了66.62 MPa和0.72878 mm且在Y、Z方向上的等效应力和位移增加幅度较小;四通管路接头使得管路中流量分配更加均匀且降低了将近10%的水击压力,有效地改善了轨姿控系统中管路的布置形式。     

利用双光杠杆测量非等截面光纤布拉格光栅传感器的应变系数

使用单个光杠杆监测传感器应变时,传感器两端的被夹持部位受力后易与电子万能试验机的夹持器产生滑移。为了消除滑移影响以提高测试精度,本文使用两套光杠杆建立了测量弹性受力部位呈非等截面的光纤布拉格光栅(FBG)传感器等效应变系数ηεeff的实验测量系统。测试时,将两套光杠杆的平面反射镜分别安放在传感器弹性受力部位两侧的固定端端面上,测量出两个固定端在受力变形后的相对位移和相应的FBG中心波长变化量。然后,使用曲线拟合法和累加均值法对实验测得的数据进行处理来获得ηεeff。建立了仿真模型,得到了ηεeff预估值并与实测值进行了对比。结果显示:实验测得的ηεeff为0.681 7με/pm,精度为0.91%,与仿真获得的预估值0.672 0με/pm相差仅为1.42%。该方法满足了准确测量非等截面结构FBG传感器应变系数的要求。     

地铁车辆制动管路动应力分析及结构优化

地铁车辆转向架上制动管路是空气制动系统中的关键部件,制动管路的可靠性对列车制动安全至关重要.针对我国某条地铁线路制动管路断裂问题,通过试验和数值模态分析、振动和动应力测试,分析制动管路断裂的原因.提出增加管路壁厚、采用弹性管卡和增加管卡数量等三种方案对制动管路结构进行优化.采用频域结合时域的动应力分析方法对制动管路各优化方案进行动应力仿真.结果表明,制动管路一阶横弯振动(73.2 Hz)和构架侧梁八字横弯振动(71.8 Hz)耦合共振是制动管路断裂的主要原因;在制动管路两管卡中间位置处增加一个管卡,相比于增加管路壁厚(从1.5 mm增加至3 mm)与降低管卡刚度(从0.85 GPa降低至0.15 GPa),降低管路动应力水平的效果最为显著.为车辆转向架制动管路结构优化改进设计提供了理论依据.     

基于应变模态的液压卡箍松动识别与定位

针对液压管路卡箍松动故障,提出一种基于应变模态变化的卡箍松动识别与定位方法。利用有限元仿真对卡箍在正常安装与松动情况下管道固有频率及应变模态进行分析,并设计基于光纤光栅的应变模态实验测量系统,获取卡箍松动前后的固有频率与应变模态振型并分析其变化规律。结果表明:卡箍松动导致固有频率下降,低阶应变模态振型发生变化,且松动位置附近变化最为显著。根据固有频率与实验应变模态振型的变化可对卡箍松动故障进行识别与定位。     

乘用车膨胀箱结构分析及改进

针对乘用车冷却膨胀箱工作环境恶劣的现状,对某前期设计阶段膨胀箱进行强度分析,发现存在应力超标现象。对其进行结构改进,并结合模态分析和CFD分析对两种改进方案做出评判,选出最优方案进行整车耐久试验。结果表明:膨胀箱上下腔体焊接面位置为薄弱区域,易出现应力超标,可从内部隔板结构予以改进。改进方案1相比原始方案最大应力减小21.95%,满足设计要求。     

透平叶片全域动应变-叶尖振动映射方法研究

针对高速旋转叶片振动导致的叶片裂纹甚至断裂而影响设备运行安全的问题,研究了叶片全域动应变与叶尖振动幅值的映射关系,提出一种透平叶片弯曲及扭转共振下叶片动应变非接触式测试方法,可实现基于叶尖振动幅值的叶片动应变反演,为叶片疲劳寿命预测奠定基础。首先,以某透平叶片为对象,对叶片进行模态分析获取全域应变和幅值比,进行叶尖振动测量点的优化;其次,运用振动台对叶片进行振动激励试验,获得叶片1阶、2阶共振下模态频率和应变-位移响应比,并对有限元分析模型进行修正。研究结果表明,所提出的叶片动应变测试应变-位移相对误差小于10%,频率误差小于1%,证明了叶片动应变测试方法的有效性。     

振动模态测试及仿真分析的研究与应用

对振动模态测试和仿真原理进行剖析,分析两种方法对结构模态研究的优缺项点。并对压板进行有限元模态分析及试验测试,对比分析上述两种方法所得模态频率结果的最大误差为4.19%,属于可接受范围。通过该研究,探索振动模态测试和仿真分析方法,使测试结果与有限元仿真结果相互验证、融合,以提高模态分析的精度。     

直线电动机进给系统滚动导轨结合面动态特性参数识别优化

机床结合面对整机的动静态特性有着重要的影响,结合面动态特性参数的识别对提高整机性能、缩短研发周期有重要意义。提出基于LMS Test.Lab试验模态分析和ANSYS响应面法的动态特性参数识别优化方法。基于结合面等效刚度和阻尼值在ANSYS软件中建立直线电动机进给系统有限元模型,对系统进行仿真模态分析,并通过LMS Test.Lab系统进行模态试验测试,对比仿真模态参数和试验测试模态参数,并通过试验测试结果修正有限元模型。最终使仿真模态参数值与试验测试结果相差在8%以内,验证了该有限元模型的准确性。     

基于LC的无线无源应变传感器的制备与测试北大核心CSCD

针对恶劣环境下检测装备应变的需求,设计了一种无线无源的应变传感器,此传感器采用电感电容分离的结构,可以有效延长使用寿命,减少电磁干扰。通过高频结构模拟器(HFSS)仿真对传感器电场进行仿真,验证了其可行性。采用电镀技术制备了传感器,搭建应变测试平台对其进行测试,测试结果表明,该传感器可以检测0~2 500με范围内的应变,传感器谐振频率随应变的增大规律性地向右偏移,应变灵敏度为7.6 Hz/με。由测试结果可知,该无线无源应变传感器可以稳定地进行应变监测且测试结果可靠。     

有限元分析在空气源热泵热水器压缩机管路系统运输分析及耐久性评估中的应用

基于有限元分析理论,通过模态计算,对型号1及型号2空气源热泵热水器压缩机管路系统进行模态分析,得到了两者管路系统的固有频率及振型。将计算结果与型号1样机试验测试结果进行对比,修正和完善模型的基础上,通过随机振动计算,分析了型号2管路系统的随机振动响应。通过疲劳计算,得出危险部分每小时损伤度和管路系统的疲劳寿命,根据管路系统的疲劳寿命,对其耐久性进行了评估。经过验证,基于有限元方法的压缩机管路系统动态性能分析,可以为管路系统设计提供一定的指导依据,进一步加快研发进度、降低试制成本。     

某柴油机油底壳振动分析与优化研究

针对某柴油机油底壳振动过大的问题,通过仿真分析与试验测试相结合的强迫振动分析方法,以降低油底壳在工作过程中的振动加速度值。首先进行了整机模态测试、整机有限元模态计算及上述两者的标定,分析后得到了可靠的油底壳仿真模型;其次在柴油机最大扭矩工况下对油底壳进行了有限元强迫振动分析,并完成了振动加速度仿真结果与测试结果的标定分析;最后由仿真结果得到了油底壳底部振动加速度较大的位置,并对其进行了针对性优化分析。研究结果表明:在控制成本的前提下,通过增加油底壳边缘的厚度和某位置的加筋,提高了油底壳的结构刚度,使优化后的油底壳后端最大Y向振动加速度从85.0 m/s~2减少到75.3 m/s~2,降幅达到12.8%,有效地降低了柴油机工作时油底壳的振动。     

基于有限元的大型摩擦焊机主轴箱优化设计

针对摩擦焊机的加工精度的问题,以预焙阳极专用摩擦焊机主轴箱作为研究对象,应用有限元仿真软件ANSYSWorkbench对箱体进行静态与模态分析,得到箱体最大应力、应变及(1-4)阶固有频率和各阶模态阵型,对得到的结果进行分析得到主轴箱具有较好的动态性能。选择箱体总质量与最大变形量为优化目标,筋板厚度等4个关键尺寸为设计变量,使最大变形量减少了61.22%,并减轻了主轴箱的质量和最大应力。根据灵敏度分析提出了优化方案,为大型摩擦焊机主轴箱结构改进或优化设计提供前提依据。     

高速动车组横梁应变场光纤测量与反演研究

针对高速动车组车底底架横梁的应变场反演问题,基于模态叠加法和传感器优化配置理论,提出一种根据部分测点的实测单向应变反演结构空间应变场的方法。以结构的应变模态为输入,以模态坐标独立性为目标,基于信息熵理论建立了传感器优化配置的数学模型,再根据模态坐标和振型采用正则化方法反演结构应变场。仿真计算结果表明,无噪声干扰下,反演的精度较高,最大均方误差为9.87×10^-12,并且正则化方法可以有效抑制噪声对结果的影响。搭建了基于光纤光栅传感系统的测试试验台,基于实测应变数据和模态结果反演应变场,结果表明,反演后的应变幅值相对误差带为1.21%～10.79%,反演数据和实测数据的均方误差带为0.80～3.69。该方法能够准确识别结构的模态坐标,为获取高速列车关键结构的应变场分布提供参考。     

叉车怠速方向盘振动的控制

文中针对某型叉车在怠速工况下方向盘抖动过大的问题,采用振动测试和模态仿真分析的方法进行研究,发现该叉车方向盘系统在装车条件下的模态参数与发动机的二阶点火频率相接近。通过在方向盘系统与仪表架之间添加减振垫来调整方向盘系统模态,对优化后的叉车整车进行频率响应分析,方向盘处的振动幅值下降了74%。将优化方案进行实车验证,结果表明,方向盘的振动由82.5 mm/s下降到51.6 mm/s,优化方案切实可行。     

挖掘机齿轮箱动态特性的实验与仿真分析

齿轮箱的动态特性对变速器及整机的振动性能影响极大。结合有限元及测试技术对XG958H型号的挖掘机齿轮箱进行自由模态分析和测试,获得了箱体的模态参数;应用ANSYS Workbench分析软件对齿轮箱进行模态仿真分析,并同时基于LMS测试分析系统,利用最小二乘复频域法拾取齿轮箱各阶段模态参数。结果表明,两种方法得出的结果基本一致,最大误差为7.54%,验证了LMS实验方法与ANSYS Workbench模拟方案的可靠性,为避免齿轮箱工作时可能产生的共振频率提供参考。     

折臂式随车起重机变幅液压系统性能优化提升研究

为提升折臂式随车起重机变幅液压系统性能,介绍了当前变幅液压系统工作原理,并在此基础上开展实验研究,测试结果表明：当前变幅液压系统主阀调速区间偏小,变幅油缸下降时存在较大压力波动,且最大下降速度远小于设计值。根据上述测试结果分析影响变幅液压系统性能的主要原因,从而提出变幅液压系统及零部件的优化方案。采用相同的实验方法对优化方案进行验证,改进前后实验结果对比表明：该优化方案能够有效增大主阀调速区间,降低压力冲击,减小溢流损失,提升作业效率,使变幅液压系统性能得到明显提升。     

基于LC的无线无源应变传感器的制备与测试

针对恶劣环境下检测装备应变的需求,设计了一种无线无源的应变传感器,此传感器采用电感电容分离的结构,可以有效延长使用寿命,减少电磁干扰.通过高频结构模拟器(HFSS)仿真对传感器电场进行仿真,验证了其可行性.采用电镀技术制备了传感器,搭建应变测试平台对其进行测试,测试结果表明,该传感器可以检测0～2500με范围内的应变...