柔性智能桁架结构的独立模态空间控制方法实验研究

针对空间柔性智能桁架结构 ,进行了实验室控制仿真。实验基于最优控制理论 ,采用独立模态空间控制方法设计了空间柔性智能桁架结构的振动主动控制规律。通过测量加速度 ,进行了柔性智能桁架结构的实时振动主动控制实验。实验结果表明该控制使被控模态阻尼比增加 ,频响函数的幅值衰减较大 ,有较明显的控制效果     

短时脉冲激励下隧道振动响应与模态参数识别

为了研究短时脉冲激振力下隧道结构振动响应及有效地提取隧道结构的模态特征。首先分析了锤击作用下的不同短时脉冲激振力精度及其频域特性,其次将短时脉冲激振力应用于上海地铁12号某盾构隧道进行了现场动力测试,最后分析了脉冲激振与隧道结构响应之间的传递函数,并结合随机减量、正交多项式法及自回归滑动平均模型法有效地提取隧道结构的模态参数。结果表明:短时脉冲激振力的中低频振动信号在隧道结构中传递特性较好,传递距离较远。隧道结构的模态频率呈现明显低频特征,前10阶模态频率在100 Hz以下。因此,短时脉冲激振力能够很好地应用于隧道动力测试及模态识别,可为基于模态特征的隧道结构损伤识别及健康监测多个研究领域提供有效的支撑和参考依据。     

基于Labview的固定结合面动态特性参数测量

以振动理论为基础并以虚拟仪器软件Labview为开发平台,用分时快速稳态正弦扫频激振的测量方式建立了一套测试系统。以PC机为硬件载体,Labview软件为软件平台,配合其他相关设备以快速稳态正弦扫频激振的方式对试件进行实验测试,可以测得试件结构的频率响应函数曲线,进而计算出结构的固有频率和阻尼比等动态参数,用于结构动态参数的测量实验当中。通过与有限元理论分析的结果进行对比,证明本系统所测数据准确可靠,具有较高的理论意义和实践价值。     

起动电机模态特性试验分析

针对汽车厂提出的起动电机在发动机整机振动激励下不能出现共振的要求,分别利用振动台正弦激振和力锤冲击激振,对该型起动电机进行了振动模态特性试验分析,求得起动电机在安装状态下最低固有频率为528.31Hz,满足固有频率高于整机振动激励频率2.5倍的要求。起动电机在实车状态下的振动测试表明,在该发动机转速范围内,发动机的整机振动不会激起起动电机的共振。配置了上述发动机和起动电机的轿车,已大批量上市约两年,起动电机至今也未发生因异常振动导致的故障。     

筛粉器的模态分析与实验验证

筛粉器作为专用金属粉末筛分工具,其固有频率对设备工作性能的影响至关重要。基于筛粉器的结构特征与振动力学原理,对其振动系统进行简化处理得到单一自由度的数学模型,并通过理论计算该模型的固有频率。同时,将筛粉器三维模型导入Hypermesh软件中建立有限元模型,通过ANSYS模拟筛粉器各阶固有频率及振型。对筛粉器进行激振测试获取试验模态结果,比对模态分析各阶固有频率与激振测试的结果,分析各结果出现差异的原因,并根据模拟结果提出设计结构的改进措施,使振动电机的激振频率远离振动筛共振频率,进而提升筛粉器的工作性能与使用寿命。同时,该结果也可为筛粉器动态性能分析提供理论依据。     

车用柴油机机体及油底壳的动态特性分析

采用脉冲激振模态试验和有限元模态分析对某车用柴油机机体和油底壳进行了模态分析,得到了其主要固有频率和模态,分析了主要激励源特征和结构响应特征,提出结构优化方向,为进一步的强迫振动和噪声分析奠定了基础.     

柔性自适应桁架结构的振动控制方法实验研究

为提高结构对外部环境的抗干扰能力,构造了空间柔性自适应桁架结构,并对其主动控制进行了研究。通过加速度传感器测量位移的实验,建立了由dSPACE数据采集与处理系统、压电传感器、压电作动器、桁架结构和微机实时测控组成的实时计算机控制系统。基于自适应桁架结构的有限元理论,采用改进的二次积分力反馈控制方法,研究了空间柔性自适应桁架结构的振动主动控制问题。通过正弦激励进行了实时控制实验,给出了控制前后节点18x方向的位移振幅抑制变化情况及功率谱响应曲线。实验研究结果表明,该控制方案对空间柔性结构的低频大幅振动有很好的控制效果。     

用振动分析法测定滚动轴承的刚度和阻尼

本文通过对试验系统在白噪声激振下动态响应的测试，运用时间序列自回归分析法对测得的动态数据建模，计算出系统的各阶固有频率和阻尼率，再以正弦激振法，找出所需的摆动振型的固有频率和阻尼率，从而计算出相应轴承的角刚度和角阻尼。同时，把测定的结果与用正弦激振法进行了比较，表明本方法简便、可行。     

基于桁架支撑的光学载荷的模态分析

桁架支撑结构经常应用在了大型空间相机的支撑中。为了确保桁架支撑结构的稳定性,需要计算桁架支撑结构下的光学载荷的固有频率。首先推导了基于桁架支撑结构下的光学载荷的模态计算公式,然后将其用在某光学载荷的模态计算,最后对公式计算结果进行有限元仿真验证。理论分析与有限元仿真的前6阶固有频率的最大误差为2.14%,理论分析的振型与有限元分析的振型一致,说明模态计算公式的合理性,适合基于桁架支撑结构的光学载荷的工程分析。     

振动慢剪破碎机模态分析

振动慢剪破碎机在工作时引入主动激振。为研究其受迫振动与固有频率之间的关系,避免共振,以某振动慢剪破碎机为研究对象,运用有限元软件建模分析其计算模态,通过敲击激励实验测试其实验模态,并将计算模态与实验模态对比。表明振动慢剪破碎机的前8阶固有频率集中在26.86 Hz到259.30 Hz之间;破碎机的主要变形部件集中在板簧、大齿轮、机架、内锥四部分。研究结果为振动慢剪破碎机的振动电机和三相异步电机选取提供参考。     

滚筒洗衣机机箱有限元及试验模态分析

结合实验模态与有限元理论模态分析,对全自动滚筒洗衣机的机箱进行了动态特性研究.首先,在.Pro/Eingeer中建立机箱的三维实体模型;然后导入ANSYS中进行网格划分,得到其有限元模型;再采用兰索斯迭代法进行模态求解,得到前50阶计算模态参数.另外,用脉冲激励法在实验室对机箱进行模态实验,得到实验模态参数.通过比较理论模态与实验模态参数,表明结果吻合较好.基于对机箱固有特性的分析,对该滚筒洗衣机机箱振动特性的改善提供了一定的参考依据.     

随机减量法在斜拉桥拉索模态参数识别中的应用

斜拉桥拉索模态参数(固有频率、阻尼比)在索力测试、拉索减振、实时控制等方面起着重要作用。文中利用随机减量技术从岳阳洞庭桥环境激励下拾取的拉索的加速度响应中分离出自由衰减振动加速度响应信号，将获取的加速度响应信号表达为一理论形式，综合运用参数识别、最优估计理论，识别出拉索的模态参数，与理论值吻合良好。本文方法简单，试验容易实施，具有工程实用价值。数字仿真与工程测试结果表明了方法的有效性和可行性。     

装配式钢桁架桥振动模态分析与试验研究

桥梁结构的动力学特性是其结构分析与优化设计的基础,以某型装配式钢桁架桥为研究对象,利用有限元软件ANSYS建立了该桥的三维空间有限元分析模型,并采用分块兰索斯法对其进行了模态分析,得到了桥梁的10阶固有频率和振型,而后基于环境激励的工作模态试验方法开展试验研究,通过试验数据的对比,验证了该分析方法的可靠性,为该型钢桁架桥的动力特性分析提供了直接的数据支持。     

柴油机机体三维建模及有限元模态分析

应用有限元理论模态分析,对SF480型发动机的机体进行了动态特性研究.首先,在Pro/E中建立机体的三维实体模型,再导入ANSYS中进行网格划分,得到其有限元模型,采用子空间迭代法进行模态求解得到前10阶固有频率和振型;其次,通过理论模态与实验模态参数的对比,验证了结果的有效性,并分析了机体模态的规律,为该类型发动机的机体结构优化提供了一定的参考依据.     

桁架式支撑臂模态分析与振动主动控制研究

建立了一维大型空间可展开桁架式支撑臂的动力学模型,计算了支撑臂各阶模态的频率和振型,以及在各阶模态下的杆件模态应变能。基于杆件模态应变能对压电陶瓷作动杆的位置进行了优化设计。基于独立模态空间方法运用二次型最优控制理论,对支撑臂进行振动主动控制研究。对含有主动构件的空间桁架式支撑臂的振动主动控制进行了仿真,比较了控制前后支撑臂振动幅值的变化。仿真结果表明,该控制策略具有较好的振动控制效果。     

一种新型破碎机振动分析与优化

新型破碎机是由薄板等型材焊接而成的柔性结构,在动力激励下引发其薄壁件的振动,辐射噪声。为研究其在正常工况下的动态性能,运用有限元模态分析法对主要构件进行分析,得到其前几阶固有频率,找到了振动过大的原因。为了提高机械破碎的效率,以结构件筛理表面积为目标函数,以板材的厚、构件宽、构件长为设计变量,以第1阶固有频率为约束变量,进行结构参数优化设计,并以得到的面积值为约束,以第1阶固有频率最大为目标函数继续优化,得到破碎机主要参数的最佳值。经分析优化前后的振动烈度,表明优化后的效果较好。     

机夹式球头铣刀有限元及试验模态分析

针对加工过程中机夹式球头铣刀振动控制和铣削稳定性优化等问题,基于通用有限元软件ABAQUS建立了机夹式球头铣刀的有限元模型,对其模态特性进行有限元分析,给出了前6阶固有频率和振型;同时采用锤击激振法对球头铣刀进行了模态试验,应用模态参数识别的新技术PolyMAX方法对试验结果进行了处理,获得了模态参数识别稳态图,拾取了可能的模态频率,并将所得试验结果与有限元模态分析结果作了比较,计算了仿真值与试验值之间的误差,分析了出现误差的主要原因。研究结果表明,有限元模态分析结果与模态试验结果相吻合,模态频率误差在13%以内,较好地反映了结构的物理特性,同时验证了有限元模型的合理性,分析结果为球头铣刀振动控制和铣削稳定性研究提供了依据。     

Modal characteristics of symmetrically laminated composite plates flexibly restrained at different locations

A method for determining modal characteristics (natural frequencies and mode shapes) of symmetrically laminated composite plates restrained by elastic supports at different locations in the interior and on the edges of the plates is presented. The classical lamination theory together with an appropriate set of characteristic functions are used in the Rayleigh-Ritz method to formulate the eigenvalue problem for determining the modal characteristics of the flexibly supported laminated composite plates. Sweep-sine vibration testing of several laminated composite plates flexibly restrained at different locations on the plates is performed to measure their natural frequencies. The close agreement between the experimental and theoretical natural frequencies of the plates has verified the accuracy of the proposed method. The effects of elastic restraint locations on the modal characteristics of flexibly supported laminated composite plates with different lamination arrangements and aspect ratios are studied using the present method. The usefulness of the results obtained for predicting sound radiation behavior of flexibly supported laminated composite plates is discussed.