直驱气浮平台工作模态的分析方法及实验验证

直驱气浮平台是集气浮支承、伺服驱动及机械结构为一体的精密运动系统,它具有较复杂的振动性能,一般通过模态分析得到机械结构的振动性能,但在工程应用中,我们更需要获得驱动作用下平台工作时的振动性能。为简单、快捷、准确地分析平台工作状态的振动性能,本文提出一种机电耦合的振动分析方法,即将驱动系统的伺服特性和气浮支承的气膜特性均等效成弹簧阻尼单元,建立机电耦合仿真模型,基于该模型分析得到平台工作状态下的振动模态。为验证该方法,采用LMS模态测试仪对平台进行模态测试,试验结果同仿真结果较一致,基于此方法分析计算得到的振动模态最大偏差为8.16%;模态实验表明所提出的机电耦合模态分析方法可以准确地分析平台工作状态的振动特性。     

海洋平台灰预测和支持向量机的逆控制

导管架式海洋平台在随机波浪等外载荷作用下极易产生有害振动,且其动力响应具有极强的非线性和时变性,采用被动控制方法和基于精确数学模型的主动控制方法控制海洋平台的有害振动很难达到理想的控制效果.结合灰预测和支持向量机的优点,提出了基于灰预测和支持向量机的自适应逆控制方法,并将其与动态刚度阵法相结合应用于导管架式海洋平台的振动主动控制中.数值算例分析表明,该控制方法可有效地控制波浪和风载荷作用下引起导管架式平台的有害振动,并能解决由于控制信号传输等原因引起的时滞问题.     

基于振动测试的海洋平台损伤诊断研究

海洋平台结构长期服役在恶劣的环境下,再加上设计或使用的不当,结构容易产生各种形式的损伤,严重的还会导致平台失效.海洋平台损伤检测的方法有很多,采用局部损伤检测技术方法对海洋平台结构进行损伤诊断不可靠.基于振动测试的结构健康监测技术是简单可行又较为准确的全局性损伤诊断方法.本文介绍了基于振动测试的损伤诊断理论方法,包括模态参数直接比较法、模态应变能法及基于概率统计理论的损伤诊断法.     

光学测量平台航空运输性能仿真与试验验证

光学测量平台在航空运输的过程中会受到各种类型的振动载荷,若不进行一定的保护会导致设备失效,因此在设备运输前要对其进行各种振动环境的模拟考核试验.基于模型修正理论,首先建立了与模态试验结果保持一致的有限元模型;然后计算了平台在正弦和随机振动载荷下的加速度响应,平台在两种载荷作用下加速度响应较小.最后,参考喷气式运输机的宽带随机振动功率谱在振动台上进行振动试验,得到了设备关键部位在该载荷下的加速度响应.通过对比,仿真分析结果和振动台试验结果基本保持一致,验证了设备在该载荷下运输的可能性.     

压电悬臂梁多模态发电装置的仿真与试验

为了解决压电悬臂梁发电装置俘获低频振动时,结构共振频率带宽小不能完全发挥其发电能力的问题,对压电悬臂梁进行模态分析,结合汽车轮胎压力检测系统中自供电的要求与悬臂梁式发电装置振动模态的特点,提出利用弯曲振动模态和扭转振动模态构成压电悬臂梁发电装置,利用分布式的质量块布置方式实现弯曲模态与扭转模态的解耦,并使用有限元方法对其进行仿真计算。仿真结果表明:在一阶弯曲模态固有频率为12.6Hz不变的条件下,通过调整质量块分布位置,将弯曲模态的固有频率降低到17.2 Hz。对改进的压电悬臂梁发电装置进行试验,结果表明其发电能力是同条件下传统的集中质量块式悬臂梁发电装置的1.4倍。     

基于MEEMD的内燃机辐射噪声贡献

为了研究内燃机振动成分对噪声的贡献,提出一种改进的集总平均经验模态分解（MEEMD）方法.通过仿真试验,对比MEEMD与传统经验模态分解（EMD）和集总平均经验模态分解（EEMD）的结果.结果表明,MEEMD是一种更为优秀的自适应信号模态分解方法,不仅能够抑制模态混叠问题,而且能够解决模态分裂等问题.采用MEEMD方法对内燃机振动成分对辐射噪声的贡献进行研究,以一个4缸4冲程内燃机为例,对标定工况下的缸盖罩振动信号和缸盖罩近场噪声信号进行MEEMD分解,并对分解得到的本征模态函数（IMF）进行时频分析,研究对辐射噪声贡献大的振动成分的来源.研究结果表明,通过MEEMD方法能够得到对内燃机辐射噪声贡献大的振动成分,并且准确确定其来源.     

汽车排气系统悬挂点影响车内噪声的研究

汽车排气系统对车内噪声有重要影响,针对车内噪声控制问题,采用试验和仿真相结合的方法,对实车进行了多工况测试,对排气系统进行了模态仿真分析.实车测试结果表明,通过排气系统悬挂点传播的振动噪声是引起车内噪声的重要因素,排气系统模态仿真结果表明,原悬挂点偏离模态节点需进行优化.对悬挂点优化后的排气系统进行了验证试验,结果表明:排气系统悬挂点优化后,车内噪声有明显降低,平均降噪2.5 dB(A),后排降噪量达5 dB(A),研究成果可以指导工程应用.     

MR阻尼器在海洋平台半主动振动控制中的应用

采用磁流变（MR）阻尼器对海洋平台的半主动振动控制效果进行研究，建立海洋平台磁流变（MR）半主动控制结构的数学模型，提出基于现代最优控制理论的半主动控制方法，算例仿真结果表明，采用磁流变阻尼器对海洋平台进行半主动控制能够有效的减小平台的振动响应。     

变负载条件下柔性臂自适应预整形振动控制

针对单连杆柔性臂负载发生变化的情况,提出克服柔性臂末端振动的在线自适应输入预整形（OAPCA）方法.该方法将柔性臂连杆角速度的变化看作2阶振动模态的组合,在线设计前馈脉冲预整形输入,脉冲的时间和幅值由模态频率和阻尼值计算得到.当系统振动频率随负载变化后,预整形器失去振动抑制作用,将前馈输入整形控制、比例积分（PD）控制及快速傅里叶变换（FFT）算法相结合,设计自适应整形器抑制柔性臂末端振动.理论上证明OAPCA方法的可行性,并对频率失配的情况进行鲁棒性能分析,进行仿真研究.结果表明,柔性臂OAPCA方法具有良好的末端振动抑制能力和关节角跟踪能力,能够有效解决变负载单模态振动控制问题.     

摩托车车把振动问题分析

针对某摩托车车把在常用车速下剧烈振动的问题,利用UG软件进行几何建模;然后用MSC.PATRAN/NASTRAN软件建立其有限元模型,并进行了自由和约束模态的计算机仿真分析,提出了车把改进方案;最后利用LMS试验模态分析系统对该车把及改进车把进行了试验模态分析,验证了计算机仿真结果,改进了车把的振动特性.     

二自由度两弹簧系统振动实验设计与分析

设计了二自由度两弹簧振子系统,并进行了系统理论模态分析与ANSYS仿真,通过激振实验对系统进行了频率响应特性和模态分析,研究了系统振动动态特性测试。研究结果表明,实验观测数据、ANSYS仿真结果与理论分析值较为一致。通过对弹簧振子的动态性能测试和分析,为深入研究机械振动特性提供了参考。     

基于决策树的导管架海洋平台损伤定位

目的为提高导管架平台损伤定位的精确性和鲁棒性．方法将决策树模式识别分类方法与结构振动响应结合引入海洋平台的损伤定位,以节点的一阶模态振型差、斜率差、曲率差为损伤决策树属性构建决策树进行损伤定位．最后通过一个三腿导管架海洋平台的损伤定位验证所提方法的有效性．结果提出了一种基于决策树与振动响应的海洋平台损伤定位方法,数值算例表明该方法随着噪声水平的加大和损伤程度的降低,损伤定位的准确率不断下降．运用该方法进行实验模型的损伤定位精度高于90％．结论该方法具有较好的定位效果,在实际工程中有一定的适用性和实用价值．     

巨型模锻压机机架有限元动态分析

基于MSC．PATRAN仿真平台,利用六面体高阶单元建立巨型模锻压机机架三维有限元模型,得出了机架的前6阶固有频率和相应的模态振型。分析突然卸载时机架的瞬态响应,得出了机架卸载时的变形和应力分布,为更深入细致研究机架的力学行为以及进行动态设计提供了依据。     

模态分析在踏板型摩托车振动控制中的应用

采用模态测试方法和数字仿真技术,分析了某型号踏板型摩托车发动机弹性吊挂系统、整车系统等的模态特性,在此基础上,提出并实施了控制该车振动的实验方案.结果表明,摩托车系统动态特性对整车振动有很大的影响,结合模态测试技术和数字仿真的方法,能够有针对性地、快速地发现摩托车振动的根本原因,并能相应地采用有效措施控制整车的振动.     

基于模态分析理论的电路模块动态特性

模态分析用于确定设计中的结构及其部件的振动特性,包括结构的固有频率和振型。基于模态分析理论应用有限元软件ANSYS建立了电路模块的有限元模型,并通过模态仿真分析计算得出电路模块的固有频率及其振型。根据模态分析所得结果针对电路模块的薄弱环节进行结构调整,从而改善了电路模块的动态特性,避免了电路模块对外部激振的响应导致产共振或出现有害的振型,提高了电路模块的使用寿命和工作性能。     

横切割头掘进机械振动测试及模态分析

对横切割头式ＡＭ５０型掘进机切割人工煤壁和井下真实煤壁时的整机振动情况进行了系统地测试和分析，弄清了整机工作时的振动分布情况和频率特征，并通过井上、井下测试信号的对比，得出井上切割人工煤壁的动态测试能够代替井下切割真实煤壁的动态测试的结论．进而采用试验模态分析的方法对ＡＭ５０掘进机进行了振动特性研究，并在此基础上借助于计算机的力响应仿真，进行了实测工作载荷下的振动响应仿真．     

太阳自动跟踪机构安全性模拟分析

运用有限元软件ANSYS建立有限元模型,对太阳自动跟踪机构进行模态分析、启动和停机振动分析、10级风载荷静力分析以及7级近源地震载荷的谱分析。对机构进行详细模拟分析并给出了求解全过程。分析结果表明,启动和停机引起的震动频率小于固有频率,不会引起共振现象;机构的刚度和强度验算表明,分别在10级风载荷和7级近源地震载荷下,机构可以达到设计要求;10级风载荷对机构造成的破坏力大于7级近源地震载荷。     

基于振动监测的海上油田主海水泵故障诊断分析

主海水泵是某海上浮式生产储油船(FPSO)上的关键动设备。由于受船体变形和海水腐蚀,加之机组采用刚性底座及进出口管线应力等影响,机组振动值异常突出,故障频发。采用常规定期离线监测,通过频谱分析技术及振动幅值规律研究诊断主海水泵故障。结果显示振动监测分析可以有效实现设备状态预知性维修,预防恶性事故发生,解决了海上油田动设备故障。