动力吸振器在方向盘NVH性能优化中的应用

针对某车型方向盘振动过大问题,以试验模态测试与频谱分析相结合的方法进行问题识别,发现传动轴共振是引起方向盘振动过大原因。对比增加动力吸振器前后传动轴模态频率及方向盘振动幅值的变化,试验结果表明方向盘的振动问题得以有效解决。     

动力总成异常振动测试与研究

某款2.0TGDI+6AMT汽油机动力总成进行台架试验过程中在不同工况下产生异常振动。针对异常振动问题,通过NVH试验对故障现象进行数据分析,结果表明:动力总成在5/6档发生87 Hz的弹性体模态共振;在2档出现了10 Hz的刚体模态共振。结合测试分析结果,通过改进传动轴连接方式提高动力总成弹性体模态,同时调整后悬置刚度改变刚体模态,从而解决该动力总成异常振动问题。最后,试验测试也证明该分析数据的正确性和优化方案的可行性。此实验分析方法不仅缩短了动力总成的开发周期,而且对解决同类工程问题也具有很好的参考价值。     

整车动力传动系统弯曲模态实验识别及优化研究

动力传动系统的弯曲共振是导致动力总成或传动系统的失效及车内振动噪声大的重要原因之一。系统的约束方式和状态对其固有频率和振型有重要影响。针对某轻卡在高速行驶工况出现的动力总成附件失效问题进行试验诊断,确定为动力传动系统弯曲共振导致。通过研究不同约束方式对动力转动系弯曲模态的影响,建立最符合整车实际运行状态的弯曲模态识别步骤及方法。结合CAE分析对传动轴进行优化设计,提高其1阶弯曲模态频率,有效地解决了疲劳失效问题,同时改善车内高速轰鸣。     

刚性多支点传动轴的主共振分岔分析

传动轴主共振分岔时，振幅突变。根据质心定理、Galerkin法和Heaviside函数，求得倾斜刚性多支点传动轴的弯曲运动方程。在此基础上，用多尺度法求得稳态下主共振的分岔方程。分析了运动稳定性、振幅突变性、幅频响应曲线的拓扑结构及支点的位置和数量对主共振分岔的影响。提出通过减小偏心距、降低主共振的阶数、加大传动轴中阻尼、增加支点的数量使传动轴主共振不分岔。刚性多支点复合材料传动轴系统是避免主共振分岔能力较强的系统。     

基于频响函数识别直升机尾传动轴系非线性的方法

提出了基于测试频响函数识别尾传动轴系非线性模态参数的方法。利用线性的模态分析技术,并结合响应幅值线性化理论,通过步进正弦扫频测试激励尾传动轴系,得到直升机尾传动轴系不同激励水平下的频响函数信息,最终识别出尾传动轴系的非线性模态参数。分析结果表明:随着激励力幅值的增大,尾传动轴系的一阶固有频率减小约2%,而阻尼比增大约1.5倍,且在同一状态下多组试验分析结果一致。提出的识别尾传动轴系非线性模态参数的方法,为进一步精确研究直升机尾传动轴系的动力学特性奠定了基础。     

直齿圆柱齿轮啮合耦合振动系统参数振动研究

齿轮副啮合耦合振动系统是一个多自由度参数振动系统。该文考虑啮合刚度时变性,传动轴、轴承和箱体等支撑刚度和阻尼,轮齿传动误差以及输入转矩非线性等因素的影响,建立了直齿圆柱齿轮副啮合耦合动力学模型。将动力学方程转换到正则模态下,利用多尺度法对其进行动力稳定性分析,推导出主共振和亚谐共振条件下系统的组合共振频率以及稳定性边界。数值模拟系统非参数和参数共振响应,与摄动法结果吻合较好。结果表明:当轮齿啮合频率接近和型共振频率时,系统发生参数共振,存在着不收敛的无界解。系统的非参数共振响应为概周期响应,包含着多种组合频率成分。     

三层结构模型的内共振和组合共振

主要对三层结构模型的内共振和组合共振实验进行了研究。通过模态设计使得结构一、二阶模态频率之比接近1:3。经振动台水平基础激励实验发现：以一阶模态频率、二阶模态频率激励,都可激发出一、二阶模态间的内共振行为,同时该结构中还存在多种组合共振行为。为下一步非线性振动实验装置的改进奠定了基础。     

后驱车传动系统扭转与弯曲振动的NVH性能

采用多体动力学理论建立后驱传动系统扭转振动分析的刚柔耦合模型,计算出传动系统各个档位扭转振动的固有频率和振型。传动系统的固有频率影响变速器敲击,并用NVH实验进行验证。系统谐响应分析和强迫振动分析结果通过传动系统扭振实验得到了验证。最后,采用模态综合法计算出传动轴系的弯曲模态,并与有限元法对比,得到较好的一致性。中间支撑刚度影响传动轴系一阶模态。     

鱼洗：手―盆―水系统的试验与动力学特征分析

针对鱼洗的喷水现象,进行了较详细的动力学理论分析和实验研究。首先,对鱼洗进行了充水和无水下双耳悬挂实验模态分析,完整地得到了鱼洗的前十一阶模态频率,振型和阻尼比;其次,进行了鱼洗的手搓喷水实验,通过工况模态分析理论和算法实现,得到了喷水状态的模态参数。与实验模态分析结果的对比,得到了鱼洗喷水态的动力学特征与模态参数一致的结论;第三,进行了激振器共振实验,用激振器对盆-水系统进行固定频率的稳态激励,得到了各阶模态频率下的共振喷水现象,说明鱼洗在共振激励下可以喷水,且喷水态动力学参数也与模态参数相一致。     

基于能量的大跨屋盖结构共振响应模态耦合效应分析

提出一种简单判别共振响应模态耦合效应的分析方法,该方法综合考虑结构的动力特性和风荷载特性,定义了共振响应模态耦合系数。依据该系数,通过几个特征参数(如结构模态和风荷载信息)就可以快捷的判断模态间共振响应耦合效应强弱,实现对共振响应耦合主导模态的选取。在此基础上,给出了大跨屋盖结构考虑模态间耦合效应的共振响应实用组合方法。最后,将该方法用于国家体育场屋盖结构风致动力响应分析,验证了其有效性。     

Derivation of Path Independent Coupled Mix Mode Cohesive Laws from Fracture Resistance Curves

A generalised approach is presented to derive coupled mixed mode cohesive laws described with physical parameters such as peak traction, critical opening, fracture energy and cohesive shape. The approach is based on deriving mix mode fracture resistance curves from an effective mix mode cohesive law at different mode mixities. From the fracture resistance curves, the normal and shear stresses of the cohesive laws can be obtained by differentiation. Since, the mixed mode cohesive laws are obtained from a fracture resistance curve (potential function), path independence is automatically satisfied. The effective mix mode cohesive law can have different shape and cohesive law parameters at different mode mixities so that the approach can be applied to various material failure models.     

柔性悬臂梁振动主动控制实验研究

以压电陶瓷为作动器，并采用独立模态控制法，对冲击载荷作用下的大柔度悬臂梁前三阶模态进行了振动主动控制研究。实验结果表明，使用独立模态控制方法，能有效地抑制悬臂梁的振动，控制效果非常明显。采用模态滤波和相移控制器进行模态分离和相位调节，可获得最大结构阻尼，取得良好的动态控制效果。     

基于AMD的经验模态分解含间断信号模态混叠消除方法

针对在经验模态分解筛选过程中间断信号引起的模态混叠问题,提出了一种基于解析模态分解的经验模态分解模态混叠消除新方法。利用第1个固有模态函数的瞬时频率特性得到其频率成分及二分频率,且能实现对间断信号的定位,然后再采用解析模态分解方法分离出间断信号,再对处理后的信号进行经验模态分解,从而消除该间断信号的影响。仿真分析和工程应用的结果表明,该方法能有效消除间断信号在经验模态分解过程中引起的模态混叠现象。     

固体式密度天平校准系统的设计与实现

针对目前密度天平仅能在液体模式校准、无法在固体模式校准的情况,研制了一种挂钩式空腔玻璃砝码作为固体密度标准,对密度天平固体测量模式校准,并提出了一种称量式密度天平校准方法。对固体式密度天平的校准实验显示,校准结果的扩展不确定度为0.0016g/cm3(k=2)。     

解相关EMD:消除模态混叠的新方法

模态混叠是制约希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang Transform,简称HHT)在工程上推广应用的一个主要难题,采用在经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,简称EMD)过程中嵌入解相关操作有效解决了EMD过程中产生的模态混叠问题。模态混叠的本质是各本征模态函数(Intrinsic Mode Function,简称IMF)分量之间信息相互耦合,无法表征有意义的物理过程,因此可认为模态混叠现象是由于IMF之间不完全正交导致。根据零均值随机信号正交性与不相关具有等价关系,在EMD过程中嵌入解相关操作,可有效保证IMF之间的正交性,消除模态混叠。仿真信号处理结果证明了方法的有效性。     

应振型损伤特征量在混凝土结构损伤诊断中的应用

为检测混凝土构件损伤的出现、损伤位置及损伤程度，本利用位移振型特征量推导了相应的应变振型特征量，并利用Matlab软件编制了混凝土悬臂梁的有限元振动计算程序，对混凝土悬臂梁在发生损伤前后的位移和应变振型特征量进行了仿真计算。结果表明，位移和应变振型特征量均可确定混凝土悬臂梁上存在的损伤，并可确定损伤位置。应变振型特征量较位移振型特征量对损伤更敏感，可用于混凝土构件的损伤检测。     

基于复模态理论研究线性周期时变齐次系统的动态特性

线性周期时变齐次系统的状态方程经李亚普诺夫变换后，周期系数线性时变振动系统转化为一非齐次定常线性系统。对于拓补等价定常线性系统，可视为复模态系统，系统具有复模态和复振型。通过研究发现，线性周期时变齐次系统的模态不仅具有复模态的性质，而且为周期时变性。     

进出口位置对不同形状膨胀腔消声特性的影响

使用有限元法计算椭圆形和跑道圆形截面膨胀腔的声学模态,分析进出口管位置对膨胀腔消声特性的影响。结果表明,同轴膨胀腔的第一个可传播的高阶模态为第3阶模态,出口置于该模态的节线处,可以消除该阶模态的影响,使平面波频段拓宽,膨胀腔的消声性能得到改善。进出口管偏置的膨胀腔,第1阶模态被激发,三维波效应在较低频率出现,中频消声性能变差。     

Two regions of mode selection in resonators with biprismlike elements

A resonator structure in which one reflector is replaced by a biprismlike reflecting surface is investigated theoretically. It is shown that such a modification leads to two regions of parameters, each with different regimes of mode selection. The first region has an improved laser power output because of the nearly flat-top mode shape. In the second region the biprism is inverted, with the result that the main oscillating mode can be the first odd mode. The line singularity contained in such a mode is one example of singular beams that are employed in various fields, such as micromanipulators and advanced high-resolution metrology.     

混合模激光的模式拟合

通过研究混合模激光的模式分布,提出模阶数之和（２ｐ＋ｌ＋１）相同的模在混合模中占相同比例的假设,用计算机模拟的方法实现了混合模的模拟,理论模拟结果与实验测量的混合模分布很好地吻合,由此方法可模拟估算出混合模中各高阶模的强度比例。