列车主动悬架液压放大GMA系统振动控制仿真研究

针对超磁致伸缩作动器(GMA)输出位移有限的问题,设计一种基于液压位移放大GMA系统,用于驱动列车主动悬架减振运动。采用Matlab数值仿真方法,建立液压放大GMA系统动力学模型与列车主动悬架动力学模型,以美国六级轨道高低不平顺作为输入激励,对比研究被动悬架与GMA系统主动悬架的减振性能。仿真结果表明,GMA系统主动悬架具有较好的减振效果,尤其是车体浮沉振动最大位移幅值从4.568mm减小到2.173mm,大大降低了车体振动幅值,改善了列车行驶的平顺性。     

轴系推力轴承主动减振液压控制装置分析研究

介绍了能降低船舶推进轴系纵向振动的推力轴承主动减振液压控制装置,建立了推力轴承纵向振动及主动减振液压控制装置液压系统数学模型,利用MATLAB软件,对推进轴系所受螺旋桨的激励力、纵向振动位移及加速度进行了仿真分析。结果表明:主动减振液压控制装置能有效解决推进轴系的动态刚度与支承刚度之间的矛盾;且具有推进轴系纵向位移范围小、加速度响应幅值低以及减振降噪效果明显等特点,可为船舶推进轴系的研制提供技术支撑。     

基于时滞补偿方法的混凝土泵车臂架主动减振

混凝土泵车施工时,臂架末端的抖动影响设备和人员安全;在实施臂架减振控制时,臂架液控系统中的时滞问题又严重影响其减振效率。针对该问题,提出了一种适用于臂架结构的一步和多步预测补偿算法,基于臂架末端振动位移的历史数据,利用时间序列法对臂架的振动姿态进行提前预测,使预测出的臂架姿态尽可能地接近其实际情况,从而为臂架主动减振控制提供一个可靠的参考轨迹。基于该参考轨迹,控制每节臂上的液压油缸,对臂架进行反向加力,实现各节臂的联动抑振。仿真及外场试验结果表明,基于臂架振动姿态预报的时滞补偿算法能够对系统中的非线性时滞进行有效补偿,时滞补偿后的臂架主动减振控制策略能够使水平工况下臂架末端的振动位移幅值减小80%以上,取得了显著的减振效果。该种臂架主动减振控制方法在变排量、变姿态、变泵送料的情况下均可使用,具有高度的智能性和自适应性。     

基于PID控制的三级减振式主动悬架仿真研究

以设计的三级减振式主动悬架为研究对象,建立4自由度四分之一车三级减振式主动悬架动力学模型,以白噪声作为路面激励信号,建立路面模型。通过Matlab/Simulink软件建立三级减振式主动悬架的仿真模型。在C级路面下,基于PID对车身加速度进行控制,得出在有无PID控制车辆主动悬架系统的仿真对比。最后对车身加速度、悬架动行程和轮胎行程进行对比分析。结果证明,基于PID控制的三级减振式主动悬架能够更好的减小振动,使车辆的平顺性更好。     

车辆主动悬架模糊控制

车辆的振动影响其平顺性,采用主动悬架可以有效减小振动.建立了带主动悬架的振动模型,利用模糊控制理论对悬架减振控制.仿真结果表明,车辆簧上质量的垂向、俯仰及侧倾振动大幅减小,说明采用模糊控制的主动悬架对车辆减振是可行的.     

基于Pro/E和ADAMS的轮式装载机行驶稳定系统分析

针对为减小轮式装载机物料洒落而加入的液压减振回路的行驶稳定系统,建立其数学振动模型,推导出行驶稳定系统的等效刚度、阻尼并分析其影响因素.为求解数学振动模型的特性参数,采用Pro/E建模和ADAMS仿真方法.分析仿真结果表明:加入液压减振回路可减小行驶稳定系统的振动,而减振效果的关键是选取合适的蓄能器参数.     

空间站科学实验平台并联主动减振系统动力学建模研究

使用凯恩方法建立空间柜并联主动减振系统动力学模型,并对模型进行线性化,得到模型的状态空间形式。对空间微重力环境进行研究,设计并联主动减振机构对空间实验柜进行减振。空间微重力环境具有振动频率低、振动幅度小、随机振动强的特点,并联主动减振系统可以良好抑制振动干扰。并联主动减振机构由空间实验柜、直线型音圈电机、推杆、传感器组成,空间实验柜为减振对象。推杆通过柔性铰链将空间实验柜与空间站舱体连接到一起。控制器接受由传感器采集的空间实验柜加速度与相对位移信号,并驱动直线型音圈电机抵消干扰。最后,对系统线性化的动力学模型进行仿真,并与非线性动力学模型的仿真进行对比,对模型进行了验证。     

单级放大机电集成压电谐波电机设计与仿真分析

设计了一种单级放大机电集成压电谐波电机,阐述了该种电机的工作原理,给出了其设计方法、连续传动条件及参数选择原则。针对电机中容易发生失效的区域,推导了最大应力公式,通过有限元仿真对比验证了理论公式的正确性。分析了电机的固有频率和振型以及电机在简谐激励下的位移和应力响应。结果表明：电机理论最大应力为45.54MPa,与仿真最大应力相差4.04%;激励作用下,活齿振动位移最大,活齿架应力集中最严重。     

基于双管液压减振器控制的车辆悬架振动研究

车辆行驶至复杂路面时,由于路面的不平整度,导致车辆振动幅度较大。对此,创建了车辆悬架系统简图模型,采用二阶微分方程描述系统的振动模型,在单管液压减振器增加了一个额外的气缸,设计了双管液压减振器。分析了液压伺服阀中的流量变化特性,建立路面激励模型,采用Matlab软件对双管液压减振器控制效果进行仿真,并且与单管液压减振器进行对比。结果显示:车辆在三种路面激励条件下行驶,采用单管液压减振器,车身产生的最大位移和加速度较大;采用双管液压减振器,车身产生的最大位移和加速度较小。采用双管液压减振器,能够自适应调节减振器的阻尼特性,降低复杂路面对车辆振动的影响,提高车辆行驶的稳定性和安全性。     

基础振动对编织式液压胶管钢丝层应力分布影响研究

液压胶管在硬岩掘进机液压系统中大量使用,作为易损件容易影响系统的安全可靠性,为了得到胶管的应力分布,基于复合材料经典层合板理论进行编织式液压胶管的理论分析,建立了基础振动下编织式胶管的数学模型;仿真与试验研究得到了液压及振动参数对胶管应力分布的影响,研究结果显示:当基础振动频率在胶管共振频率附近时,应力最大,振动最明显;当基础振动振幅越大,胶管振动越明显,且应力随着振幅增加而减小;当振动加速度达到一定值时将导致胶管钢丝层最大主应力发生突变;液压对胶管钢丝层所受应力的影响较小。     

基于AMESim的长距离管道液压系统动态特性与优化设计

为研究流体特性及管道参数等对长距离管道系统运行的影响,以海上采油树液压控制系统为原型,采用AMESim建立了长管道液压系统的仿真模型.研究了管道参数及流体属性对管道压力损失及动态特性的影响,并分析了影响长管道液压冲击的因素及改善方法.表明在管道直径、液压油属性不变的前提下,随着管道长度的增加,管道压力损失不断增大,系统负载的速度及位移响应时间增加;随着管道直径的减小,负载速度响应及位移响应逐渐降低,响应时间增加;随着粘度的增加,管道压力损失增加,负载响应时间增加;而流体密度对管道的压力损失、负载速度响应及负载位移响应的变化影响较小.随着管道长度的增加和管道直径的减小,压力冲击峰值有减小的趋势,通过安装蓄能器对压力冲击有明显的改善作用.分析了影响长管道液压系统动态特性的因素,优化了系统参数匹配,对长管道液压系统的设计提供了参考,对实际液压系统的设计具有指导意义.     

飞机废水管路流固耦合动力学仿真分析

以某型民机废水管路系统为研究背景,采用有限元法仿真分析管道在周期脉动流作用下的单双向流固耦合动力学特性及气液两相流作用下的动力学响应,并作卡箍位置布局优化。结果表明,流固耦合作用使得管道固有模态频率降低;相较于单向耦合,双向耦合时流体的突载对管道冲击更大,流体阻滞作用能降低管道振动幅值;两相流作用下,通过在弯管附近布置卡箍能降低管道的振动,卡箍布局优化后监测点处Y向位移及加速度峰值分别降低约84%和85%,管道最大应力减小近51%。     

振动仿真分析网络交换设备加固设计

对网络交换设备进行了二次加固减振设计,同时利用ANSYS仿真分析对产品进行减振辅助设计,以缩短产品开发周期,降低设计成本。通过对网络交换设备进行合理简化,建立了其有限元网格模型。利用ANSYS对网络交换设备进行振动冲击有限元计算,分别获取了网络交换模块印制板在冲击振动下的应力及位移响应曲线。通过ANSYS有限元分析的后处理功能,得到隔振器的最大伸长量以及各部件最大位移量和最大等效应力值。结果表明,隔振器的伸长量在额定范围之内,设备结构的最大等效应力与材料的屈服强度还相差甚远,结构没有产生塑性变形,验证了结构设计的合理性。为网络交换设备的抗振动冲击设计提供了一定的理论参考依据。     

卧式螺旋卸料沉降离心机转鼓的有限元仿真

应用VisualNastran有限元仿真软件对转鼓在各种载荷工况下的应力应变进行了仿真分析，并调整转鼓壁厚参数来研究参数的变化对转鼓的强度和径向变形的影响。仿真结果表明：转鼓的最大应力位于靠近大端鼓底的柱形筒体的内壁上；物料离心液压引起的最大应力和最大径向位移随着转鼓壁厚的减小而增大；转鼓自身质量离心力在壁内产生的最大应力和最大径向位移与鼓壁厚度无关。     

泵车复合材料臂架振动的自适应控制

相比于全钢质混凝土泵车臂架,轻质复合材料臂架柔性大、耦合强,振动特性更加复杂,振动控制难度大.基于脉冲式混凝土激励下复合材料臂架的受力分析,以某型号混凝土泵车为研究对象建立了复合材料臂架动力学模型,并基于该模型进行了各种臂架姿态下的振动特性分析,掌握了复合材料臂架的振动特性规律.基于搭建的主动控制液压系统与振动特性专家库,开发了复合材料臂架振动自适应控制系统,实现了全工况臂架振动的实时控制.试验结果表明,该系统可使复合材料臂架典型姿态下的末端振动位移降低70%以上,控制精度达到240mm以内,实用性强.     

基于ANSYS Workbench的液压管道流固耦合振动分析

以噪声试验台液压系统的折弯式管道为例,采用ANSYS Workbench进行有限元联合仿真,研究了流固耦合作用对管道振动的影响。仿真结果表明,流固耦合是引发管道振动的重要原因,在双向流固耦合作用下,管道的固有频率会明显降低。通过在合适位置增加卡箍约束管道,可以在不改变管系主要特征和管道结构的基础上,降低液压管道的流固耦合振动,最终实现减小管道的振动及降低噪声的目的。     

基于流固耦合的液压支架力学仿真研究

液压支架的一系列动作是通过乳化液驱动液压缸来完成的,但是液压支架的研发很少考虑乳化液的影响,有必要采用流固耦合方法对液压支架进行分析。以ZY6000/25/50型液压支架为例,基于Pro/E建模软件建立三维虚拟模型。采用单向流固耦合方法对立柱在冲击载荷下进行有限元分析。通过有限元接触仿真获得了液压支架整体机的应力和位移云图,进而得到最大应力及最大位移的位置。研究结果表明:液压支架整机的最大应力为843.79MPa,且最大应力出现在顶梁主筋板处。该研究结果为液压支架的设计与分析奠定了理论基础。     

基于磁控形状记忆合金主动减振系统自适应控制

对磁控形状记忆合金(MSMA)应用于主动减振系统进行研究,通过仿真试验,研究自适应控制算法进行振动主动控制的效果。基于FIR数字滤波器,采用Fx-LMS自适应控制算法对基于MSMA作动器的主动减振系统的控制算法进行推导,对单自由度振动系统主动减振进行Simulink仿真。结果表明,Fx-LMS自适应控制算法具有良好的控制性能,利用MSMA作动器进行主动减振控制具有快速减小振动的效果,能有效降低振动对设备带来的不利影响,提高设备的使用寿命。     

宽带白噪声激励下粘弹性阻尼薄板的振动分析

恶劣的噪声环境将影响飞行器的正常工作,因此飞行器的典型结构在噪声激励下响应的正确分析就显得十分必要。针对白噪声声源的特点,使用Monte-Carlo方法模拟了噪声载荷的时域信号。建立了钛合金薄板及其粘弹性约束层阻尼处理后的有限元模型,结合有限元方法分析了薄板在高强度噪声载荷作用下的振动响应,并对比粘弹性阻尼添加前后的振动位移和应力分析了噪声环境下的粘弹性阻尼薄板的减振性能。研究结果表明,粘弹性约束层能改变钛合金薄板的固有频率,能够降低噪声载荷引起的薄板振动位移和应力。     

基于3-RPC并联机构的车辆座椅减振装置研究

针对车辆座椅存在的多维振动问题,提出一种采用3-RPC并联机构结合减振耗能元件实现多维减振的方法。首先建立减振装置多体动力学模型与数学分析模型,并应用数学模型位移输入-输出关系验证动力学模型的正确性。以动力学模型为基础,研究人-椅系统三垂直轴向加速度传递特性和冲击响应,仿真结果表明系统三轴向共振频率避开了人体敏感频段和车辆悬架及轮胎共振频率;竖直方向最大传递率为1.43,优于固定式座椅(2.08)和机械减振式座椅(1.87),水平方向减振区涵盖了车载环境激励频段,且受冲击作用时系统上平台各轴向加速度和位移峰值明显低于下平台相应值,说明该减振装置对多维稳态振动和冲击激励均具有良好的衰减性能,可显著改善车辆乘坐舒适性。