基于裂缝梁动力特性和自振频率的参数敏感性

基于Bernoulli-Euler理论,将开口裂缝梁视为变截面梁,利用模态摄动方法建立了一种求解带任意数量开口裂缝简支梁和连续梁动力特性的半解析分析方法。在等截面无损梁的模态子空间内将裂缝梁的变系数微分方程的求解转化为非线性代数方程组的求解;利用无损梁的自振频率和振型函数摄动求解裂缝梁的模态参数;通过矩形开口裂缝简支梁和两跨连续梁的动力试验验证了笔者方法的准确性;最后,利用开口裂缝梁动力特性的半解析解研究了简支梁和两跨连续梁的自振频率对裂缝尺寸和位置的敏感性。     

EMD在扭转振动分析中的应用研究

构建扭转振动测试系统,对扭转振动进行了测试分析。用经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)与希尔伯特黄变换(Hilbert-Huang Transform,HHT)解释了扭转振动信号。明确了固有模态函数(IMF)与系统振动频率的对应关系,即一个固有模态函数与系统中某一个频率不是一一对应。对于不复杂的系统,一般情况下,第一、第二固有模态函数基本上表征了系统的模态。最后,采用EMD对扭振测试数据进行了分析,验证了EMD对扭振分析的有效性。     

一种频响函数灵敏度分析方法

频响函数灵敏度分析在结构动力优人和振动控制等许多领域中着广泛的应用,基于模态展开和幂级数展开原理,提出了一种频响函数灵敏度分析的模态展开法,为了减少模态展开时的模态截断误差,文中同时给出了一种模态加速了方法,该方法可大大提高模态截断时的灵敏度分析精度,通过对一数值害例计算表明,文中提出的方法非常有效。     

四缸内燃机曲轴-飞轮组结构模态分析

应用Pro/Engineer软件建立了某四缸内燃机的曲轴-飞轮组的三维实体模型,在此基础上应用ANSYS软件对其进行了有限元结构模态分析.研究结果表明:曲轴-飞轮组的结构振动模态在低频段为整体、同步的简单弯曲、扭转振动模态,在高频段为各部分不同步的弯曲、扭转或弯扭组合振动以及复杂的局部振动;以弯曲、扭转及弯扭组合为主要特征的曲轴一飞轮组各阶振动模态极易被作用在曲柄销上的连杆冲击力所激发,因此.在对内燃机曲轴一飞轮组进行设计时.需要在模态分析基础上对其动力学特性进行优化.以保证内燃机获得良好的动力学性能.     

摆线钢球行星传动自由振动分析

为准确反映摆线钢球行星传动的固有特性,建立了平移-扭转耦合动力学模型,求解了载荷作用时各构件相对位移量,并推导出动力学微分方程,获得了自由振动特征方程,得到了系统固有频率及主振型。分析了结构参数对固有频率的影响,并对理论研究进行了验证。结果表明：机构具有系统全振动模态、输出轴静止振动模态与输出轴扭转振动模态,传动比对固有频率的影响具有不确定性,输出轴支承刚度是影响固有频率的重要参数,验证了理论研究的正确性。     

基于模态叠加法的大型立式行星传动齿轮箱动力学分析及测试

根据某大型立式行星传动齿轮箱的结构和动态性能特点,建立了其直齿行星传动的平移-扭转耦合集中参数动力学模型,基于模态叠加法采用ADAMS动力学分析软件对齿轮箱的高速轴、低速轴、行星轮和太阳轮等构件进行了动力学特性分析,得到了整个传动系统的频响函数和模态频率。通过理论分析与现场测试结果进行对比,分析了该行星传动系统固有特性对齿轮箱产生的振动及噪声的影响。     

用摄动方法进行受损悬臂梁的模态分析

将结构的裂纹损伤用δ函数进行表达，建立了损伤条件下悬臂梁的自由振动方程。利用一阶摄动方法给出了摄动项的一般表达式，并结合δ函数的性质，获得了受损悬臂梁的特征值和模态振型的解析表达式。以一个受损悬臂梁为数值算例，计算了不同损伤条件下其模态参数的变化。分析了损伤条件对模态参数的影响，为利用动力学特性对悬臂梁的损伤监控和检测提供了理论依据。     

人字齿轮功率二分支传动系统模态跃迁现象

模态跃迁会导致人字齿轮功率二分支传动系统的动力学特性剧烈变化,因此,在该类系统的动态设计过程中,必须对模态跃迁现象进行分析。建立了人字齿轮功率二分支传动系统扭转振动模型和扭转自由振动微分方程,通过分析计算系统扭转振动固有频率和模态振型,将人字齿轮功率二分支传动系统扭转振动模式归纳为耦合振动模式和分支齿轮振动模式两类模态振型。在此基础上,研究了人字齿轮功率二分支传动系统扭转振动的模态跃迁现象,确定了系统扭转振动固有频率轨迹发生模态跃迁现象的准则:对于耦合振动模式和分支齿轮振动模式,不同类型模态振型之间不会发生模态跃迁,同类型的模态振型之间将会发生模态跃迁。最后,通过实例计算验证了所提出模态跃迁准则的准确性。     

轿车白车身骨架低阶模态特性研究

轿车白车身骨架的低阶模态特性对整车振动、噪声等各方面的性能有着重要的影响.以某型三箱轿车为例,应用有限元方法,进行了白车身自由模态的仿真计算与分析,通过各个零件的一阶扭转模态频率的灵敏度分析,得到了影响扭转模态频率的关键框架结构,并对白车身上胶结连接形式和前后风窗玻璃对于扭转模态频率的影响进行了对比分析.可为新车型在设计阶段的模态特性设计与分析提供一定的依据.     

非线性转子系统动态特性分析的模态-摄动方法

将模态迭加法和矩阵摄动法相结合，应用于非线性转子系统的动态特性分析。在初始步长时，用子空间迭代法求解固有频率和模态，此后的非线性模态谱用矩阵摄动法计算。对于有模态截断的情况，可以采用部分模态迭加法。在没有外载荷非线性的情况下，该方法避免了在数值分析中局部模态的重新计算。非线性转子系统的数值仿真表明：该方法是研究非线性系统动态特性的快速而有效的方法。     

阶梯轴中扭转弹性波传播理论及轴系扭振动力响应计算

以工程中常见的多级阶梯轴连续模型为研究对象,利用弹性波传播理论,对于某轴段在一均布扭振激励力矩作用下的整个轴系的扭振响应进行了研究,通过建立各轴段的波动方程组,利用边界条件,实始条件及在变截面处的反射,透射现象,得到了各个轴段中的行波沿轴向传播的表达形式;利用数值迭代方法可求得任一截面上的扭振动力响应。以汽轮发电机组轴系为对象,进行了扭振动力响应计算的研究,并与其它方法进行了比较。     

基于二次型全局最优控制算法的汽轮发电机组轴系扭振主动控制模拟

把线性定常二次型全局最优控制算法与大型汽轮发电机组轴系扭振理论相结合,以减少轴系扭振能和控制源能量为优化目标,提出了大型汽轮发电机组轴系扭振的线性定常二次型全局最优控制理论,构造了汽轮发电机组轴系扭振主动控制的状态空间方程。阐述了求解离散黎卡提矩阵代数方程的非递推解法,提出利用求解哈密特矩阵特征值问题来确定二次型最优控制反馈矩阵的方法。为了考查扭振主动控制效果,编制了适用于离散系统扭振主动控制的仿真计算程序,利用所编程序对一台200 MW汽轮发电机组轴系进行了扭振主动控制模拟计算,并进行了扭振主动控制的时域特性分析。分析结果表明,采用线性定常二次型全局最优控制理论对汽轮发电机组轴系扭振进行主动控制,不但有很好的减振效果,而且所需控制力矩较小。     

分支轴系扭振分析的动态子结构矩阵法

介绍了一种适用于复杂分支轴系扭振分析的动态子结构矩阵法，该方法利用分支轴系之间的协调关系，将直串子结构动力分析的动态矩阵法与子结构模态综合法结合起来，从而大大简化了分支轴系的扭振分析。     

Hybrid dynamic modeling and analysis of a ball-screw-drive spindle system

We propose a comprehensive modeling approach to investigate the rigid-flexible coupling vibration of a Ball-screw-drive spindle system (BSDSS). Taking into account the rigid-flexible coupling between the ball screw and rigid components, a hybrid dynamic model for the BSDSS is established. The ball screw shaft was modeled by a flexible beam with axial, torsional, and transverse deformations, and the Ritz series expansion was used to approximate the continuous deformations. The motion equations were obtained using the Lagrange method. The analytical solution was derived and verified. According to the proposed model, the dynamic behavior of the system for various operating conditions was simulated and discussed. The numerical simulation result is useful for the controller design or tuning and the stiffness matching design of ball screw drives.     

轴的横向振动动态特性设计

针对分级变速的传动轴,提出一种动态设计方法.采用有限元模型建立了轴的横向振动方程.以模态频率对结构尺寸的灵敏度为依据,对影响动态性能敏感的参数进行修改,使轴的前几阶或某几阶模态频率恰好处于预先指定的一组期望值上,得到多种修改方案.为了兼顾结构工艺性的要求,采用了优化方法,获得满足动态性能的最小修改量.该方法也可以用于其...     

转轴扭振盲测点测量模型的研究

为解决复杂传动结构转轴实际测试中盲测点处物理振动参量获取的难题，运用动力学理论结合测量理论构建了一类连续轴段质量扭振测量分析模型，推导出求解盲测点处的扭振参数测量计算公式，建立了可测点和盲测点之间的振动传递特性，并通过生产现场采集扭矩测试数据，对比盲测点处的扭矩测量值和理论值，验证了方法的正确性、可行性和有效性。为复杂旋转机械现场监测不易布置传感器关键点的参数测量提供了理论依据和工程实现途径。运用该方法，通过编制程序可实现复杂旋转机械系统的在线监测和故障预测，确保机组正常平稳地运行。     

Investigations of the torsional vibrations of a shaft with disks

Investigations of the direct and inverse spectral problems of torsional vibrations of a shaft with disks were performed. The Tolle method was used to solve the direct problem. The influence of the characteristics of a shaft with loads on the frequencies of its torsional vibrations was studied using the solution of the direct problem. It was shown that an increase in the moments of inertia of disk masses leads to a decrease in vibration frequencies and that an increase in the torsional rigidity of segments of a shaft leads to an increase in the system’s vibration frequencies. Examples, tables, and plots of the corresponding dependences are presented.     

高速内啮合齿轮轴减速器扭转振动传递矩阵法分析

采用传递矩阵方法,对某型小尺寸高速内啮合齿轮轴减速器进行了扭转振动特性分析。针对减速器结构及动力学特点,将减速器离散化成集中惯量、集中刚度的轴盘模型,分析振动的传递关系,计算系统固有频率和各阶主振型,讨论其振动特性。解析结果与地面试验数据相吻合,找到了谐振发生的原因,为以后结构优化和改进设计提供了依据,同时为故障诊断提供支撑。     

LED粘片机偏心轴的模态分析

通过Pro/E5.0和ANSYS13.0进行偏心轴的建模与模态分析,计算偏心轴的固有频率和振型,了解其在高速工况下的动态特性问题.利用ANSYS软件中Combin 14单元模拟轴承的简单刚性约束.针对轴承刚度的不确定性,分析了偏心轴在不同刚度下的前八阶固有频率和振型,确保了模态分析结果的可靠性,有效地预估结构的振动特性,为选择电机参数提供依据,并为谐响应分析及瞬态分析奠定基础.