水下结构物二次就位计算分析

由于轧机的水平振动对板带质量影响很大,为减小水平振动、提高板带质量,文中通过四辊冷轧机的工作机构模型,建立了新的水平非线性动力学模型;根据多尺度法,求得系统的频响方程,并通过MATLAB对其进行了仿真。仿真结果表明:主共振振幅随着工作辊水平方向的线性阻尼和垂直方向激振力波动值的增大而增大,非线性阻尼、线性刚度、非线性刚度和垂直方向激振力均值的增大而减小;工作辊和支承辊之间的偏心距越大,共振区越大,共振峰值越小。     

动态轧制力下冷连轧机超亚谐共振特性分析

在考虑动态轧制力的基础之上,同时结合影响冷连轧机振动的机械结构、辊系间的非线性刚度以及周期性外激力等因素,建立了动态轧制力下的四辊冷连轧机非线性振动动力学模型。运用多尺度法求解得到了冷连轧机系统的3次超谐共振和1/3亚谐共振幅频特性方程,仿真分析了不同参数变化下系统的共振特性。发现外激力对超亚谐共振的影响均较微弱,可见轧制力的动态变化部分对系统所受外力有极好的调节作用。增大系统阻尼可以有效减小振幅和缩小共振区域,而非线性刚度对超谐和亚谐振动的影响比较剧烈,易造成系统出现失稳现象,因此需要选择适当的参数区间,使轧机得以平稳运行。     

高速冷轧机辊系非线性动力学模型及控制参数优化

综合运用轧制过程动态轧制力模型、轧机系统分段非线性弹性力模型和分段非线性摩擦力模型,建立了考虑非线性因素耦合的高速冷轧机辊系动力学模型,采用平均法求解幅频响应方程,研究了轧机系统主要参数对轧机垂直振动的影响。分析结果表明：动态轧制力一次项刚度越小,轧机系统固有频率越大;动态轧制力三次项刚度不为零时,轧机系统出现明显跳跃现象;非线性弹性力起主导作用时,易发生跳跃现象;非线性摩擦力越大,轧机系统振动幅值越小,分段特性减弱;外扰力幅值越大,振动幅值越大,振动越剧烈;线性阻尼越大,振动幅值越小且减小幅度越缓慢。     

考虑跳振现象的压实系统振动轮的滞回响应特性研究

振动压实下土壤滞回恢复力与位移呈现不对称滞回特性,考虑土壤密实度较高时振动轮易发生跳振现象,建立了基于土壤特性参数的不对称滞回模型,一次近似的前提下,利用谐波线性法将非线性作用力线性化为等效刚度和等效阻尼。通过数值仿真,对压实系统振动轮的非线性滞回特性进行了研究。结果表明：压实初期土壤处于弹塑性变形阶段,振动轮产生超谐波共振;压实中后期随着压实土壤的不断密实,振动轮产生亚谐波共振,标志着跳振的发生,一定条件下进入混沌状态;合理调整激振力和激振频率可以有效地抑制跳振,避免混沌运动。     

基于ADAMS客车空气悬架振动特性仿真研究

通过试验获取了1T15M-2膜式空气弹簧在不同初始气压下的刚度特性曲线,以空气弹簧的刚度特性曲线为基础,在ADAMS环境下建立了1/4客车空气悬架的多体动力学仿真模型,仿真研究了激振频率与振幅、簧载质量对空气悬架振动特性的影响.仿真结果表明:在保持车身高度不变的前提下,簧载质量的变化对空气悬架固有频率影响不大;在低于共振区范围内,簧载质量的变化对车身加速度的影响不大,但当激振频率高于共振区后,车身加速度随簧载质量的增大而减小,激励振幅的增大对空气悬架位移传递率影响不大,车身加速度随激励振幅的增大而线性增大.     

考虑物料不对称滞回性质的振动压路机振动轮响应特性分析

针对垂直激振下土壤的恢复力与变形之间的不对称滞回特性,采用多线段不对称滞回模型,建立含该模型的2自由度压实系统动力学模型,通过谐波线性化计算滞回力的等效刚度及等效阻尼。通过数值仿真的方法 ,研究压实进程中激振频率、激振力幅和土壤参数对振动轮动响应的影响特性。仿真结果表明:压实终期采取低振幅高频激振,可避免振动轮产生跳振现象,使压实土壤受到冲击破坏,从而保证压实质量和提高压实效率。     

受简谐激励弹簧测力机构的主参数共振研究

应用拉格朗日方程得到有阻尼弹簧测力机构在简谐激励作用下的非线性运动微分方程Duffing-Mathieu方程;根据非线性振动的多尺度法求得系统满足主参数共振情况的一次近似解,并对其进行数值计算.分析激力、谐调值、阻尼等对系统主参数共振响应曲线的影响.随着阻尼的减小和参数激励幅值的增大,系统幅频响应曲线的峰值和共振区增大.其他参数相同时, 硬刚度力幅响应曲线与软刚度力幅响应曲线关于谐调值反对称.     

多源激励下CSP轧机主传动扭振问题研究

为研究薄板坯连铸连轧CSP轧机在轧制高强薄带钢时出现强烈振动这一普遍难题,利用轧机在线监测系统获取振动信号,分析得出CSP轧机存在电气驱动、机械传动及辊系压下耦合振动且振动信号表现出非线性谐波特征。以F3轧机主传动扭振问题为研究对象,通过建立传动等效非线性2自由度系统模型,将电气驱动谐波和轧制力谐波作为外扰激励施加到模型求解,结果显示轧机主传动在多源激励下存在超谐、亚谐及组合共振等多态特征。以w_1-w_2≈w-n型组合共振为例求解获得振动响应幅值随阻尼一次、三次项减小和刚度三次项、初始加载及谐波激励增大而增大的结论。由此制定利用抑制电气驱动电流谐波和轧制力谐波来抑制轧机传动扭振方案,试验结果表明振动幅值降低75%,取得显著效果。本文研究内容对深入认识传动非线性动力学特性与轧机系统耦合振动机理以及振动抑制提供参考。     

双动力源驱动下的热连轧机振动特征

对现场监测信号进行分析,发现热连轧机存在扭振和垂振的耦合振动现象,其振动特征受双动力源作用的影响。建立热连轧机上工作辊分段非线性动力学模型,用Matlab编程进行仿真研究得知：主传动系统扭振和液压压下系统垂振能同时传递给工作辊而影响其振动特征;改变轧制力波动量和扭矩波动量之间的相位角,水平振动和垂直振动也随之发生较大变化;进一步改变轧制力、电机扭矩波动幅值大小时,辊系振动出现分岔和混沌等特性,随着外激励幅值的变化,辊系将表现出周期、倍周期和混沌等不同振动状态。仿真和实测结果相吻合,证明热连轧机上工作辊分段非线性动力学模型的正确性。     

轧机耦合振动机理研究

轧机振动一直是困扰板带轧制发展的重要问题,已有的研究无法解释几种轧机振动内部的影响关系。轧机的异常振动包含轧机垂直振动、工作辊水平振动和主传动系统扭振,这三种振动形式复杂且交叉影响,增加振动模型的建立的复杂程度,不利于理论分析。通过分析轧制力对轧机水平刚度的影响,建立轧机系统垂直振动、工作辊水平振动和主传动系统扭振间相互影响的函数关系,建立轧机系统动力学模型,揭示轧机耦合振动机理;分析振动特性,分析轧机系统各参数对振动特性的影响,对照生产测试数据验证耦合影响的存在,分析实际生产中振动现象产生的原因;结合1580热轧机组的参数进行仿真分析,分析热轧薄带钢时频繁发生异常振动的原因,并提出合理的改进优化建议。     

基于动态轧制力的冷轧机两自由度垂直振动特性

考虑冷轧机轧辊在垂直方向上振动位移动态变化的影响,建立了一种动态轧制力模型,在此基础上考虑轧机机械结构振动的影响,推导出含有动态轧制力的轧机辊系两自由度非线性垂直振动方程,采用多尺度法求解该系统的主共振及内共振幅频特性方程。对轧机实际参数进行仿真,分析了轧机中非线性刚度、阻尼、外扰力等参数变化时的轧机主共振幅频特性以及内共振幅频特性,并研究了轧机工作辊与支承辊的动态分岔特性,发现随着外扰力的变化,轧机辊系均会出现周期、倍周期、混沌运动等一系列复杂的运动状态,并得到了各轧辊出现不同运动状态的条件,为研究抑制轧机振动问题提供了有效的理论参考。     

拖拉机前桥油气悬架系统振动响应特性试验研究

以常发CF700型拖拉机为研究对象,对拖拉机前桥油气悬架进行了研究。建立前桥悬架拖拉机3自由度振动模型,运用MATLAB/SIMULINK仿真研究前桥悬架参数对拖拉机振动特性的影响,综合考虑选取前桥悬架刚度系数120~160 k N/m,阻尼系数8~10 k N·s/m。根据拖拉机前桥悬架的参数要求,设计了刚度和阻尼均可调的油气弹簧悬架系统。建立了1/4拖拉机振动模型,模拟拖拉机前桥悬架的实际工况载荷,对自行设计的油气弹簧进行了1/4车体试验,试验研究了悬架位移传递率及簧上质量的振动加速度响应特性。试验结果表明:位移传递率随激振频率的增高而减小,并没有出现共振的现象,整个振动过程呈现过阻尼的状态;振动加速度均方根值随激振频率的增高而增大,而簧上质量的响应振动加速度都明显小于激振台的振动加速度,轮胎动载荷响应随着正弦激振频率的增大而逐渐增加。所设计的油气弹簧有效地抑制了振动,能够提高拖拉机的行驶平顺性和乘坐舒适性。该研究为后期开发前桥悬架半主动油气弹簧系统提供了重要的理论依据。     

热连轧机垂直振动特性研究

引入Duffing振子和参激刚度项后建立机座辊系的垂振非线性动力学模型,通过仿真与实测的对比,选用立方函数形式的轧件迟滞模型。仿真结果表明,轧辊振幅在一定条件下出现分岔,振动呈现混沌。通过对实测数据的时频分析,表明振动主频及其谱值随时间有显著的变化,并有分数谐共振或组合共振。关联维数及最大李雅普诺夫指数的计算结果也表明了垂振系统的非平稳及混沌特征。     

高速铁路车轮多边形磨耗影响因素仿真研究

基于摩擦自激振动可能导致车轮多边形磨耗的观点,建立由1个轮对和2根钢轨组成的轮轨系统摩擦自激振动模型,应用有限元软件ABAQUS提供的复特征值功能分析该模型的摩擦自激振动发生趋势,讨论摩擦因数、扣件刚度、阻尼对摩擦自激振动发生趋势的影响。结果显示,随着摩擦因数的减小和扣件阻尼的增大,轮轨系统摩擦自激振动发生趋势减小,而仅通过改变扣件刚度不能达到抑制车轮多边形磨耗的目的。根据仿真结果,指出减小摩擦因数和增大扣件阻尼是可行的控制车轮多边形磨耗的措施。     

石英板振动成型压机动力学特性研究

现有石英板振动成型压机存在振动电机不同步、振动方向不垂直、系统激振力不均匀等诸多涉及动力学的问题,严重影响了石英板的生产效率和品质。分析了石英板振动成型压机的动力系统,建立压机的质量—刚度—阻尼的系统动力学模型;构建振动成型压机的有限元模型,仿真分析其应力分布情况,结果表明关键的底座和顶部冲头部位结构的最大应力均小于4.1MPa;仿真获得了压机的模态及对应的频率,结合振动成型压机实际的使用工况看,应使激振力的振动频率避开8Hz及55Hz;测试分析了振动压机的动力学特性,分析得出在30Hz频率工作时两排电机出现了不同步的问题,在40Hz频率工作时需要采取措施抑制y向大振动。     

基于辊缝动力学的板带轧机垂直振动的研究

板形与板厚是衡量板带轧制成品几何精度的两大指标。而与这些指标直接相关的是轧机机座垂直方向的振动。本文将机座与轧件作为一个系统来研究 ,建立了基于辊缝动力学的 ,以分析板带轧机机座垂直振动对板形及板厚影响为目的辊缝动力学模型 ,提出了振动模态对板形及板厚影响的指标。得出的结论是 :板形与板厚控制的实质是辊缝的控制 ,在轧制状态下辊缝不仅与静力学因素有关 ,而且在很大程度上取决于辊缝动力学因素。本文所建立的模型考虑了阻尼因素及由辊缝动力学模型确定的非线性轧制力 P,使模型能更真实的模拟现场实际情况     

热连轧机工作辊水平-垂直非线性振动特性及抑制

基于振动情况下轧制界面水平-垂直方向摩擦力模型和动态轧制力模型,考虑轧机的结构和工作辊轴承座与牌坊立柱间的摩擦力等因素的影响,建立了热连轧机工作辊水平-垂直系统的非线性振动模型。运用平均法求解得到幅频特性方程,分析外扰力和非线性参数等因素对系统幅频特性的影响,为抑制轧机工作辊水平-垂直振动提供理论指导。通过分析李雅普诺夫指数和位移分岔图,发现系统随外扰力幅值变化表现出周期、倍周期和混沌等不同运动状态。最后,通过分析工作辊轴承座与牌坊立柱间有无衬板间隙这两种情况下的幅频特性及衬板间隙对系统振动的影响规律,提出一种抑制工作辊水平振动和垂直振动的方法,仿真和实验结果均表明该方法有效。     

轧机液压压下垂直系统非线性振动机理研究

针对轧机垂振系统往往忽略液压压下系统影响的问题,考虑轧机液压系统中液压缸与机架间的粘性阻尼及轧制界面非线性刚度,建立了轧机二自由度液压压下垂直振动系统模型。采用多尺度法求解了该模型在主参数共振情况下的一阶近似解,得到了系统的频率响应方程,用数值方法研究了定常解的稳定性。分析了非线性刚度、液压缸的粘性阻尼等参数对系统振动的影响,并应用相平面法,Poincare映射方法和最大Lyapunov指数方法分析了激励频率变化对液压非线性参激垂直振动的影响。分析结果为工程中解决液压压下系统的振动问题提供了一种参考。     

智能振动压路机动力学特性建模分析

根据智能振动压路机激振模式及结构特点,提出一种新的4自由度动力学模型,以XG6133D型智能压路机为例,研究了压实进程中,随土壤的刚度系数增大,阻尼系数的减小,振动轮及机架在多模式下的动力学响应特性,揭示压实进程中振动轮受到土壤的压实反力、摩擦力的变化规律,分析振动轮产生“垂直跳振”、“水平打滑”等复杂工况的可能性,提出了保证压实质量的有效措施.     

爬行物理模型的建立与仿真分析

建立了爬行的物理模型(2自由度质量—弹簧—阻尼系统),根据模型所描述的动力学系统建立了状态参量的数学表达式,仿真分析了系统的刚度(水平、垂直方向)、阻尼比、质量和静动摩擦因数的差值对爬行评价指标的影响,从而得出：增大水平方向的刚度,减小阻尼比、系统的质量和静动摩擦因数的差值,增大驱动速度,适当地提高垂直方向的刚度,控制系统垂直方向的振幅可明显地减小爬行,并给出了表明仿真结果正确性的试验例证。