双机驱动双质体近共振同步运动

为更好利用双机双质体振动系统,进行自同步运动设计,首先应用拉格朗日方程和传递函数,推导出了振动系统的稳态时的同步响应的表达式,进而推导出了振动系统的稳态相应。对系统进行了数值仿真分析,因为近共振有其特殊的工程意义,定量研究了振动系统在近共振工作状态下,两电机的转速、相位差,及两质体各自的位移与两质体间的相对的位移。最后通过实验验证数值仿真和理论推导的正确性,并给出了相关实际应用实例。     

基于双质体振动的水平激振抛磨设备动力学分析

对一种用于复杂型腔激振抛磨的水平双质体振动设备的动力学特性进行了研究。首先建立了该设备的动力学模型,运用Lagrange方程推导其运动微分方程,并求解得到双质体的稳态位移响应;其次采用Runge-Kutta算法进行数值仿真,得到的幅频响应规律与计算结果基本一致,即双质体振动设备在38～40 Hz时出现反共振点、在45 Hz以上时设备发生共振;随后分析了结构参数对设备动力学特性的影响,结果表明,参振质量、激振力和主振弹簧刚度对水平双质体振动设备的运动特性产生较为明显的影响;最后对样机进行了实验测试,并采用FIR低通滤波处理了测得的振动信号,实验结果进一步验证理论分析与数值仿真的有效性。研究结果对不同型号机匣型腔的激振抛磨提供了工作参数选择,同时也为相关振动设备的研发设计提供了理论基础与方法。     

考虑干摩擦条件下单机驱动圆滚机械系统的振动同步传动

建立一种单机驱动圆滚机械系统动力学模型,考虑干摩擦影响,研究其在过共振条件下实现振动同步传动的机理。首先,基于系统运动微分方程,推导出滚子紧贴外质体内壁的理论条件;其次,给出将外质体视为绕系统质心旋转的激振器这一假设的可行性分析,进而利用平均法得到激振器、滚子及外质体实现振动同步传动的理论依据;最后,通过仿真研究分析系统在过共振条件下的稳态相位差、质体运动响应、电机转速和滚子与外质体内壁间的作用力,验证前述理论结果的有效性。该研究可为振动碎磨设备的设计提供参考。     

受简谐激励弹簧测力机构的主共振与奇异性分析

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具有周期系数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，求得系统满足主共振情况的一次近似解以及对应的定常解，并对其进行数值计算，分析激振力、谐调值、阻尼、弹簧刚度等对系统的影响。应用奇异性理论分析方法得到系统主共振稳态响应的转迁集和分岔图。揭示一些新的动力学现象。     

循环载荷冲击下滚滑轴承的振动特性

在深入研究其结构和工作机理的基础上,建立一种新型轴承的振动物理模型,运用振动力学的相关理论,建立其数学模型,通过数学模型,得出其固有振动的特征方程及特征解;由系统的固有振动方程得出伴随矩阵,由伴随矩阵求出其主振型,由主振型得出主质量矩阵,由主质量矩阵得出正则振型矩阵,最后得到该新型轴承系统的稳态响应表达式.通过稳态响应表达式分析系统的振型及振幅,并通过计算和试验分析了影响系统振幅的一些因素.研究结果表明:系统的主振型为内圈在x和y方向上作同为正向或同为负向振动和内圈在x和y方向上作正负相反方向振动两种,新型轴承产生共振的影响因素为内圈质量、滚子个数、内圈旋转位置、滚子的横向刚度、滑块与内外圈之间的油楔刚度,当这些因素以一定方式结合且其值等于激振频率时,系统将产生共振,新型轴承产生振动的振幅在内圈转动过程中无变化、与其滚子个数及滚子横向刚度大小成反比.     

双电机驱动平面单质体振动系统自同步研究

根据哈密顿原理研究了同向双电机驱动平面单质体振动系统的自同步运动。首先建立单质体自同步振动系统的模型,运用哈密顿原理建立了振动系统运动微分方程并得到系统的振动响应,然后推导出哈密顿作用量的表达式,之后得到振动电机的同步条件,并由系统工作稳定性的一次近似判别法求得振动电机同步运行的稳定性工作条件。最后,利用相关数值对双电机驱动平面单质体振动系统自同步过程中的相关参数的关系,相位差、转速等进行了仿真,从而验证了理论分析的正确性。     

汽轮机叶片内共振系统的稳态和非稳态振动特性研究

针对汽轮机叶片弯曲-转子扭转耦合振动系统,利用数值方法揭示系统在叶片弯曲、转子扭转振动固有频率分别为1∶1和1∶3两种内共振情况下的稳态和非稳态振动特性.通过分析可知,系统不仅存在两个主共振,还存在超谐和亚谐共振的非线性动力学现象.由于阻尼器的调频特点,使得主共振频率点既可能升高(1∶1内共振),也可能降低(1∶3内共振).在系统非稳态响应中,主共振、超谐和亚谐共振幅值将会降低,共振点一般会出现延迟现象.内共振状态对汽轮机叶片系统有重要影响.     

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。     

电磁振动给料器给料速度影响因素的探讨

介绍了电磁振动给料器的组成及工作原理,建立了振动微分方程求得料斗的振动位移,进而得到了料斗速度、加速度.通过对物料在料斗振动时的受力和运动情况进行分析的基础上,建立了物料相对于料槽运动微分方程,求解方程得到了物料相对料槽的平均速度.并进一步对影响平均速度的几个因素进行了分析,提出了物料在连续滑移条件下的最佳振幅、振动方向角和料槽平均升角的确定依据,从而为电磁振动给料器的重量,电磁铁的气隙、电压,主振弹簧刚度设计提供了依据.     

双机驱动无摆动振动机的自同步理论研究

对一种双机驱动无摆动振动机的自同步理论进行了研究。该振动机由内、外两个质体组成,两偏心转子的旋转中心与内质体质心在同一条竖直轴上,使得两偏心转子的惯性力对该轴的力矩为零,从而消除了振动机的摆动。首先,利用拉格朗日方程建立了振动机的运动微分方程,分别得到了振动机运动自同步及其稳定性条件;然后,通过数值方法验证了理论分析的正确性,并发现系统的自同步能力与两偏心转子质量比正相关,与竖直方向频率比、共振激励角、内质体与振动系统质量比负相关。     

圆筒浮标式波浪发电装置的共振系统分析

为了分析圆筒浮标式波浪发电装置振幅随激扰频率的变化情况。通过对共振系统建立自由振动微分方程和在浮筒位移激励下的振动方程并求得共振系统稳态解,最后对共振系统参数确定并对共振系统进行仿真分析。研究结果表明:通过对自由振动微分方程和在浮筒位移激励下得振动方程求解,根据重锤的振幅和共振理论,计算出弹簧的弹性系数k=26.40N/mm和系统阻尼系数c=37.83,通过matlab仿真分析,能够清晰的得到重锤的振幅随激扰频率的变化情况,因此可以通过合理的设计影响参数,改变使发电机构的固有频率等于或接近波浪的固有频率,俘能装置发生共振,使其驱动的性能大大提升,从而提高发电效率。     

波纹辊轧机辊系主共振分岔控制研究

基于波纹轧制工艺与结构,利用检测装置对小型波纹辊辊系系统进行了振动特性分析。考虑了波纹轧制界面的非线性阻尼和非线性刚度,建立了波纹辊轧机辊系二自由度非线性主共振动力学方程,应用多尺度法求解了波纹辊轧机辊系在主共振情况下的幅频特性方程,采用奇异性理论和普适开折理论得到了波纹辊系统稳态响应的转迁集及相应的分岔曲线拓扑结构,通过设计非线性参数控制器来改变波纹辊辊系的稳态响应,减小了系统的响应幅值和消除了共振时的鞍结分岔。通过数值仿真验证了该控制器设计的正确性和可行性,为抑制波纹辊轧机的辊系振动提供了一定的理论指导。     

振动滞后相角测量与振动给料机最佳激振频率控制的研究

针对共振式振动给料机的工作特点,以机械振动学理论为依据,解算出共振式振动给料机的运动方程,得到双质体振动系统的振动特性曲线。通过对振动特性曲线的分析,研究共振式振动给料机最佳工作状态时的激振频率,并提出了一种最佳激振频率的控制方法。该方法是基于滞后相角的测量完成其控制过程。通过试验验证了该方法的有效性。     

双机驱动振动系统的麻雀优化滑模同步控制

针对双机驱动振动系统中,直流电机与振动质体机电耦合工况下电机转速难以实现同步的问题,提出了一种基于主从控制结构的双电机麻雀优化滑模同步控制算法。首先,建立了该型振动系统的机电耦合模型,借助拉格朗日方程求解了该型振动系统的运动微分方程;随后,采用主从控制结构,并利用麻雀算法对滑模参数进行了优化,实现了对主电机转速与主从电机相位差的有效控制;最后,搭建了MATLAB/Simulink仿真模型,验证了控制系统的稳定性和控制策略的有效性。研究结果表明：基于主从结构的麻雀优化滑模算法对双机驱动振动系统的同步控制效果好,主电机转速与预设转速之差小于0.5 rad/s,主从电机相位差小于0.1 rad;振动系统x方向位移接近于0 m,y方向运动表现为-0.02 m～0.02 m的弦类往复波动,满足振动机械工作的要求。     

主振机给料装置的Simulink仿真分析

为研究智能组合称重系统的主振机给料装置在工作状态下的振动响应这一重要参数,利用MATLAB/Simulink模块对主振机给料装置在工作状态下的参数进行仿真分析。研究了整个装置在工作过程中的瞬态响应参数、稳态响应参数及主振机稳态振幅等重要参数,并针对装置中关于阻尼比的影响进行了分析。结果表明,整个工作过程中主振机给料装置的竖向位移、速度的极值出现的时间节点均在0.1s内,并均在极值出现后迅速趋于稳定。稳态时间、衰减时间、主振机稳态振幅均随着阻尼比的增大而减小。     

系物弦在温度场中受简谐激励的亚谐共振研究

建立温度场中系物弦受简谐激励的数学模型,研究其亚谐共振规律.用伽辽金法得到系统的非线性振动方程.采用非线性振动的多尺度法求得系统亚谐共振的近似解,并进行数值分析.分析温度、阻尼、调谐值、激励幅值等参数对响应曲线的影响.给出1/3次亚谐共振存在非零解的条件.指出随着温度差的升高,系统的固有频率增加;随着阻尼的增加,幅频响应曲线向开口方向移动;随着调谐值的减小,响应曲线的振幅减小.力幅响应曲线的形状区别于经典的1/3次亚谐共振,是封闭的曲线.     

双质体双激振器振动系统同步理论与仿真分析

针对单质体振动系统占地面积大和运动轨迹单一的缺点,提出了一种双质体双激振器自同步振动系统。首先,依据Lagrange方程推导出了双质体振动系统的运动微分方程,并求出了其稳态解。然后,由完整非保守系统的Hamilton原理推导出了系统的同步性条件。根据Hamilton作用量具有极值、多元函数系统的稳定性判别及函数的极值理论得出了系统自同步运动的稳定性条件;代入系统相关参数进行数值分析,得出了中间弹簧刚度和电机安装位置对系统同步性及同步相位差角的影响。研究结果表明:系统在一定参数条件下可以实现相位差角波动范围为[-3π/2,-π/2]和[-π/2,π/2]的两种稳定的自同步运动;相对中间弹簧刚度,电机安装位置对同步相位差角的影响更大。最后,对比机电耦合仿真结果和理论研究结果验证理论分析的正确性。     

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.     

新型结晶器非正弦振动系统弹性振动响应的研究

针对开发的逆平行四连杆驱动的串接式全板簧结晶器非正弦振动系统,利用集中参数法建立该系统扭振与线振相耦合的动力学模型,并推导其运动微分方程。采用谐波平衡法求出系统的弹性振动响应,时域分析结果表明,在某些工作频率下结晶器运动规律产生畸变,系统发生剧烈弹性振动。频域方面,由FFT分析得出系统发生共振是结晶器运动规律产生畸变的原因,其本质是弹性振动响应的频谱中谐波明显增多,谐波幅值大幅增加。在此基础上分析系统各类激励对弹性振动的影响,结果表明,具有多频性的内激励是系统共振的决定因素,决定了共振的频率,而外激励只影响共振峰值的大小。这些结论为该振动系统的进一步应用及结晶器非正弦振动系统的平稳性研究提供了理论依据。     

双机振动系统振动方向角动态调节仿真及实验

振动方向角是影响振动机械筛分效率和输送速度等性能的关键参数,为了实现振动方向角的动态调节,针对双轴椭圆振动系统研究了两激振电机供电频率对振动方向角的影响。首先,采用拉格朗日方法建立系统动力学模型,经过理论推导得到两激振电机在不同供电频率下能够实现稳定同步状态,但相比于同供电频率而言,椭圆轨迹的振动方向角发生改变;其次,利用数值方法建立振动系统仿真模型,计算得到系统椭圆轨迹并分析得出振动方向角随供电频率的变化规律;最后,通过搭建双轴椭圆实验样机进行实验验证。研究结果表明:在系统保持同步运转下改变两激振电机的供电频率,振动系统稳定同步状态发生改变且振动方向角能够实现大幅度(0～90°)调节。