转子轴心轨迹的谐波小波提纯

分析了常用二进小波变换对转子故障信号分析的优势与缺陷,介绍了谐波小波分析的基本概念,提出了用谐波小波变换对转子振动信号进行频域细分析并进行轴心轨迹提取的方法,并用谐波小波变换对实际的调整压缩机转子振动信号进行了分析,在得到细化频谱的同时,成功地直接得到了转子的提纯轴心轨迹,特别是亚频信号的提纯轴心轨迹,为转子故障信号的分析创造了条件。     

长轴离心泵转子在干式状态下的模态分析

长轴离心泵由于轴长的特点,常受激振力的影响产生振动,导致运行不稳定,因此在设计时必须考虑转子系统的振动特性.本文给出了长轴离心泵转子模态分析方法,并基于软件ANSYS Workbench对一长轴离心泵转子进行模态计算,提取泵转子前八阶模态对应振型进行分析.结果发现:转子轴频远小于第一阶模态频率;叶片通过频率和导叶通过频...     

双跨-三支撑转子联轴器偏角不对中实验研究

利用双跨-三支撑转子振动实验台研究联轴器偏角不对中工况下转子的振动特性,确定了实验方案,测得了轴系的频谱图、振幅、轴心轨迹,对比分析了转子的振动特性随偏角不对中量的变化趋势。结果表明:在偏角不对中故障影响下,轴心轨迹呈"8"字形或"香蕉"形,1倍频为主要占有频率,其振幅随转速增加表现为正相关;2倍频分量处于伴随状态,振幅上表现为随机分布。     

动力吸振器在后桥振动控制中的应用

对某汽车后驱动桥总成进行了传动系台架试验,发现振动频率为165Hz附近存在异常振动区。通过有限元模态计算以及台架约束模态试验确定该频率为后桥一阶弯曲模态频率。针对此共振频率设计了一款最佳调谐的阻尼式动力吸振器,并进行虚拟样机模拟验证和样件实物台架试验效果验证。结果表明:该吸振器减振效果良好,因为实车约束一阶模态频率与台架约束一阶模态频率相近,且该吸振器有效频带较宽,故其在实车上也会具有良好的减振效果。     

航空发动机双转子系统碰摩故障的仿真研究

本文针对航空发动机双转子系统的碰摩故障进行了动力学仿真研究。对航空发动机双转子系统试验器的模型进行了简化,基于ADAMS平台,建立了双转子碰摩系统的多体动力学模型。分析获得了轻微碰摩、较重碰摩和严重碰摩三种碰摩状态下转子系统的时、频域振动响应和轴心轨迹。结果表明:在双转子碰摩系统中,随着转静件碰摩得从轻到重,其轴心轨迹和振动频谱成分发生了较大的变化;特别是在碰摩刚度和阻尼系数较大的条件下,振动响应的频谱变得越来越复杂,出现了高次谐波、组合谐波和次谐波成分。     

1000MW汽轮发电机组基础模型模态试验研究

为评价实际工程中的1000MW汽轮发电机组基础的振动特性,本文采用模型模态试验方法进行研究.首先以该基础为原型基于相似原理制作1/10缩尺模型,并使用激振器空间激振方法对模型进行模态测试.然后采用LMS Test Lab系统进行模态分析,得到原型在0~70Hz范围内的各阶振型、自振频率、阻尼比,最后通过振动理论预测出原型强迫振动动力响应.试验结果表明,该基础整体振动的振型占主体地位,在机组工作转速范围内最大振动速度均方根值远小于3.8mm/s的限值,最大振动线位移中间平台部分测点超出0.20mm的限值,因而建议加强中间平台的振动控制.     

海水泵的振动与模态分析

船用海水泵在工作时产生的振动噪声较大,会影响泵使用性能及危害工作人员身体健康。选择泵体、转子系统、隔离套以及外转子作为分析对象,采用有限元分析方法,利用ANSYS软件对其进行模态分析。通过模态分析得到泵的各个主要零部件的固有频率及振型。对比工作中可能产生的振动频率,确认了泵的系统产生共振的可能性非常小,保证了海水泵工作时的安全性与可靠性。海水泵的模态分析方法为后续进行泵的动力学分析及优化设计提供了参考依据。     

汽车外后视镜流致振特性及其流动机理

采用双向流固耦合的方法对汽车外后视镜扰流进行仿真分析,对主要的振动形式进行阐述,探究其振动的机理。首先,研究了刚性后视镜模型,得到后视镜的阻力系数Cd和升力系数Cl,为流致振动的研究提供一个比较的基础,同时验证了仿真方案的可行性。再对流致振后视镜绕流进行数值模拟,研究流致振后视镜在不同来流速度下的振动特性,得到阻力和升力系数、振动的振幅、涡脱频率等参数随速度的变化趋势。结果表明:当涡脱频率与后视镜结构的固有频率接近时,可以引起后视镜强烈的振动,而且对振动强度的影响程度远远大于对风场强度的影响。     

基于LabVIEW的滑动轴承转子系统实验设计

滑动轴承转子系统非线性动力学分析一直是转子动力学研究的热点,本文基于虚拟仪器技术搭建了滑动轴承转子系统实验台,以实现对系统动力学特性参数的测量.采用M公司通用数据采集模块实现滑动轴承转子系统振动信号的测量,利用LabVIEW对测量数据进行分析处理,最终得到滑动轴承转子系统的转速、轴心轨迹、频谱图等动力学特性参数.测量结...     

轴心轨迹图在机器故障诊断中的应用

故障在机器运转过程经常出现 ,不同的故障表现出不同的信号特征。轴心轨迹图是从轴承或轴颈同一截面的两个相互垂直的方向上监测得到的一组振动信号中提取的一种有用故障信息。它可以通过振动位移和激振力的相位的变化来判断转子的临界转速 ;当挠性转子由不平衡力引起振动时 ,在不同的转速下有不同的振型 ,根据不同的振型对转子进行有针对性的平衡 ;另外根据检测到的轴心轨迹图形状 ,可以分析出造成振动的具体原因 ,根据不同的原因进行防振和减振。在实际操作中 ,根据轴心轨迹图还可以得出振动的前期征兆 ,对防止故障的恶化和排除故障具有指导作用。     

螺旋离心泵的双向流固耦合分析

基于Reynolds时均化N-S方程、标准k-ε两方程湍流模型, 以及结构响应的弹性体结构动力学方程, 采用多重坐标系法, 对螺旋离心泵清水介质时的内流场和结构动力学进行双向流固耦合全三维数值计算, 将计算结果与非流固耦合计算流场进行对比, 分析流固耦合作用对泵外特性及不同叶轮位置泵内压力场和速度场的影响。结果表明:采用双向流固耦合模式的扬程和效率预测值更接近试验值; 在小流量下流固耦合作用对外特性的影响较大, 而在大流量下对外特性影响较小; 流固耦合作用对压力场和速度场的影响主要集中在蜗壳扩散段, 对蜗壳其他部位和叶片影响较小; 在两种计算模式下蜗壳中截面压力分布出现明显差别, 并在叶片出口正对隔舌时压力分布出现突变。       

基于刚柔耦合模型的月球车振动特性仿真

为了分析月球车在月表环境下的振动特性,将其作为一个刚柔耦合多体系统,基于三维实体造型和多体动力学分析软件建立了刚柔耦合动力学模型。根据美国国家航空航天局的研究,建立了月球表面位移功率谱数学模型,结合谐波叠加法获得了月表不平度。以六轮月球车样机JLUIV-6为研究对象,通过典型越障工况试验验证了所建模型的可靠性。以月面不平度作为振动激励对所建立的动力学模型进行了仿真,分析了月球车车体的振动响应及振动加速度幅频特性。结果表明,月球车在0.8～1.8Hz处存在明显的共振区域,为月球车系统设计及优化提供了依据。     

张拉膜结构风致动力灾变研究进展

为明确膜结构的风致动力灾变机理,分别从现场实测、气弹模型风洞试验、流固耦合数值模拟等方面的研究进展,探讨了膜结构附加气动力和气弹失稳机理等问题.研究表明:受实测设备、气弹模型试验相似理论和流固耦合模拟方法等方面的限制,膜结构流固耦合现象的观测模拟方面,针对实际工程的研究仍比较少;流固耦合振动机理方面,普遍认为,气弹失稳与形成于结构表面附近的旋涡有关,表现为结构总阻尼比的大幅衰减;但已有研究成果多基于对简单膜结构在近似均匀流场中振动现象的观测得出,与实际工程相差比较大.建议以后从以下几方面进一步深入:气弹模型试验相似理论的相似偏差量化分析方法和误差修正技术;大型膜结构实际工程流固耦合数值模拟关键技术;基于现场实测、气弹模型风洞试验、数值模拟和解析等多种研究手段的膜结构气弹失稳机理研究;便于工程设计人员接受的考虑流固耦合的膜结构抗风设计方法.     

非接触式定位隔振平台机电联合仿真分析

为了研究工作于空间微重力环境的非接触式定位隔振平台的工作性能,利用机电联合仿真方法对平台的6自由度定位和微振动隔振功能进行仿真分析. 介绍所设计非接触式定位隔振平台的工作原理,其中平台的激励单元、位置测量单元和加速度测量单元分别利用非接触式二轴作动器、二维位置敏感探测器和单轴加速度计根据空间对称布置方案构成,并基于位置和加速度反馈设计平台控制器. 利用ADAMS和MATLAB/Simulink,分别建立平台的机械系统仿真模型和基于位置与加速度反馈的闭环控制系统仿真模型,获得平台的机电一体化联合仿真模型. 利用所建立的联合仿真模型,对平台的定位和隔振性能进行仿真分析. 结果显示,在小范围定位模式下,所设计平台的6自由度位移和角位移控制误差分别小于10 μm和2×10^-5 rad;在隔振模式下,平台在6自由度方向对0.01~1 Hz正弦直接振动干扰的抑制效率为39~73 dB,对1~100 Hz正弦直接干扰的抑制效率为19~73 dB,在隔振控制过程中浮台与基台的相对位移小于1 mm.     

隧道掘进机支撑推进系统振动特性

为了研究全断面隧道掘进机（tunnel boring machine,TBM）支撑推进系统掘进过程中的振动问题,基于多体系统动力学仿真平台,对TBM掘进过程进行动力学仿真研究,得到TBM支撑推进系统各部件的振动加速度,进行时域和频域分析.对比不同方向的加速度有效值和不同部件的加速度有效值,分析TBM支撑推进系统掘进方向的载荷传递规律.结果表明：TBM支撑推进系统的振动以低频为主,其中主梁二振动频率集中在20~30 Hz和46~56 Hz.TBM支撑推进系统的振动集中在掘进方向,主梁二掘进方向加速度最大值达到11.80 m/s².部件距离刀盘质心越远,振动加速度有效值越小.掘进方向载荷从刀盘传递到主梁一均值减小了42.7%,变化幅度减小了58.3%.对吉林引松工程的TBM进行了振动测试,测试结果一定程度上验证了仿真结果.     

车辆-人体系统振动的时域模拟及频谱分析

基于SY6480轻型客车建立了车辆 人体振动系统的12个自由度动力学模型。模型中引入了四轮相关路面激励和人体模型,以能量方程推导出系统的动力学方程,进而对系统的振动过程进行了时域模拟和试验验证。所得的模拟结果比传统的频域模拟结果更精确可靠。对车辆角振动和人体各部位的振动情况谱分析结果表明:车身的角振动能量大约为垂直振动能量的1/4,研究时不能忽略,人体垂直振动的固有频率为2.0～2.5Hz,可为车辆平顺性设计提供参考。     

盾构施工过程诱发振动振源特性

以北京地铁某线区间盾构隧道为背景,结合现场调查和初步实测,识别出盾构施工诱发振动的主要振源为刀盘与地层相互作用、渣土/管片运输车辆、盾构内部设备引起的振动.通过现场实测与数值模拟分别对振源的特性展开研究,结果表明:刀盘掘进诱发振动频带较宽,主频主要集中于20~90 Hz;后配套车信号振动幅值较小,幅值较大的频带带宽为0~20 Hz;运输车由于临时轨道均直接与隧道结构接触并相互作用,使得中高频未得到衰减,幅值较大频率主要集中于70~90 Hz,振动传至地表后主频衰减至20 Hz以下,振动影响范围主要为隧道中线15 m范围内.研究结果对北京、成都、沈阳等砂卵石地层盾构施工所诱发振动具有借鉴作用.     

Low frequency wide bandwidth MEMS energy harvester based on spiral-shaped PVDF cantilever

In this paper,a piezoelectric energy harvester based on spiral-shaped polyvinylidene fluoride(PVDF)cantilever is designed and fabricated for harvesting low frequency vibration energy in the environment.In this design,the spiral-shaped PVDF cantilever is major for lowering the resonant frequency by increasing the length of the cantilever;Copper and silicon proof masses on both sides are working on further decreasing the resonant frequency and widen its bandwidth.Due to the high flexibility of the PVDF cantilever,this device is extremely sensitive to vibration and can harvest weak vibration energy.Both simulation and experimental results have approved that this device can operate at very low frequency which is about 20 Hz and can effectively harvest energy from 15–50 Hz.The peak of the output voltage can reach 1.8 V with the acceleration of 0.2 g.This is a promising harvester for powering the wireless sensors in the future.     

Dynamic Characteristics of the Jet Force on the Flapper of the Pilot Stage in a Flapper Nozzle Servo Valve Under the Flow-Solid Interaction

Nowadays, more and more attention has been paid to improve the performance of the nozzle flapper servo valve. As a core part of nozzle flapper servo valve, the armature assembly is affected by electromagnetic force, jet force and feedback force at the same time. Due to the complex structure of the pilot stage flow field and the high jet pressure, the prediction of the jet force has always been difficult in modeling the transient motion of the servo valve. Whereupon, a numerical simulation method based on the flow-solid interaction(FSI) is applied to observe the variation of the jet force when the flapper is moving. Different parameters are employed to seek a suitable numerical simulation model which can balance the accuracy and computational cost. By comparing with the experiment results, the effectiveness of numerical simulation method in predicting the variation of the jet force and cavitation is verified. By this numerical simulation model, the distribution of flow field and the force on the flapper predicted by the moving and fixed flapper are compared. The results show that more dynamic details are achieved by the transient simulation. By analyzing the numerical simulation results of different inlet pressures and flapper vibration frequencies, the relationship between the movement of the flapper, the flow field distribution, the jet force and the inlet pressure is established, which provides a theoretical basis for the subsequent modeling of the armature assembly.     

The Dynamical FSI Simulation for Bellows Inflating to Disperse Bomblets

According to the characteristics of fluid-structure interaction(FSI) in the process of metal bellows inflating to disperse bomblets,a 3D dynamical FSI model(W model) which describes the interaction between a viscous compressible flow and a structure undergoing large deformationis established.Then the dynamic characteristics of the metal bellows deformation, the changing law of the internal flow field and the motion law of the bombs are acquired.Where the internal pressure and bombs'' moving law are approximate to interior ballistic results, which indicates the W model established reasonably.Besides, considering gaps existing atthe bellows'' tow ends, the dynamical FSI modelcontaining gaps(Y model) is also built.The results of the W and Y models are compared and the results show that the existence of the gaps has little influence to the flow field and the stress distributionin the bellows,but obviously reduces the separation speed of the bomblets about 10%.