离心式风机蜗壳的振动与声辐射控制

迄今在处理风机的振动和噪声问题中,多数是针对风机内部的流场特性。而蜗壳的振动和噪声的辐射也是一个不容忽视的课题。为此,首先对蜗壳本身进行振动模态的分析,运用软件仿真和实验方法分别获得风机蜗壳的前六阶模态,根据风机蜗壳模态分析得到的各阶模态的振型图得出蜗壳振动强烈的部位。在这些位置处黏贴丁基阻尼材料对风机蜗壳的振动进行控制。通过软件仿真和实验方法分别对控制前和控制后的风机蜗壳进行声辐射的测量并进行分析对比。结果表明风机蜗壳的辐射噪声量已有了明显的降低。     

环境激励下风机结构模态识别算法的对比

为了准确掌握风机结构在实际运行中的动态特性,对风机结构的振动响应和运行数据进行现场监测,基于随机子空间算法（Stochastic Subspace Identification,SSI）,使用3 种不同的加权算法对监测数据进行模态分析,并将其与数值模型的模态分析结果进行比较。结果表明：SSI-UPC和SSI-PC算法精度较高,且采用SSI-UPC算法可以识别出较多的模态阶数,而SSI-CVA算法识别效果最差。此外,风机的数值模型在频域特征上与实际风机基本一致。该成果可以为同类型风机的设计、数值模拟提供参考和验证,同时为连续识别风机运行过程中的重要振动模态奠定基础。     

运行状态下海上风机结构振源特性研究EI北大核心CSCD

由于海上风机结构运行环境的复杂性,其振源的准确识别与振源特性研究已经成为风机运行安全性评估的重点问题。以某新型复合式筒型基础结构海上风力发电试验样机为研究对象,依据原型观测获得的全负荷条件下结构不同位置的振动响应数据,对不同运行工况下诱发结构振动的振源进行全面识别与分析。利用谱峭度法识别明确引起海上风机结构振动的主要振源及其对应振动响应的频域属性,通过经验模态分解法对实测信号进行分解得到表征各振源特性的频域或频率尺度的分量,同时引入振动能量法对不同振源的能量比重进行统计分析,给出了海上风机结构运行状态下结构整体振动主振源及其对应振动能量分布随运行因素变化的分布规律。研究表明随着机组负荷的增加运行状态下海上风机结构振动的振源变化遵循由单一的环境荷载激励转为环境荷载激励和叶轮转动联合作用再到完全由叶轮转动产生的谐波激励影响的规律。     

运行状态下海上风机结构振源特性研究

由于海上风机结构运行环境的复杂性,其振源的准确识别与振源特性研究已经成为风机运行安全性评估的重点问题。以某新型复合式筒型基础结构海上风力发电试验样机为研究对象,依据原型观测获得的全负荷条件下结构不同位置的振动响应数据,对不同运行工况下诱发结构振动的振源进行全面识别与分析。利用谱峭度法识别明确引起海上风机结构振动的主要振源及其对应振动响应的频域属性,通过经验模态分解法对实测信号进行分解得到表征各振源特性的频域或频率尺度的分量,同时引入振动能量法对不同振源的能量比重进行统计分析,给出了海上风机结构运行状态下结构整体振动主振源及其对应振动能量分布随运行因素变化的分布规律。研究表明随着机组负荷的增加运行状态下海上风机结构振动的振源变化遵循由单一的环境荷载激励转为环境荷载激励和叶轮转动联合作用再到完全由叶轮转动产生的谐波激励影响的规律。     

谐波干扰下海上风机结构工作模态识别

针对海上风力发电机组高转速叶轮对风机结构会造成强烈的周期性激励,而该强谐波作用往往会淹没响应中的结构模态信息,增加识别结构工作模态参数难度问题,以某海上风电试验样机振动响应原型观测信号为研究对象,采用基于改进特征系统实现法(Eigensystem Realization Algorithm,ERA)与概率密度函数法(Probability Density Function,PDF)结合的工作模态识别方法及判定思路,剔除不同工况下转频、倍频谐波成分干扰,实现风机结构多阶工作模态参数有效识别。该方法不仅能有效避免谐波干扰以获取结构的真实工作模态,同时对海上风机结构运行安全性实时在线监测、评估具有较好的工程适用性。     

基于Poly IIR方法悬臂梁模态参数识别与研究

该文为研究某风机旋转叶片的断裂原因,利用振动试验台悬臂梁进行类似的振动分析,首先利用弹性体一维振动理论得到悬臂梁的振动数学模型。通过伯努利-欧拉梁理论计算得到悬臂梁振动微分方程,并且对悬臂梁设定与风机叶片相似的边界约束条件计算得到各阶模态参数,利用Workbench有限元仿真分析得到悬臂梁前5阶固有频率与振型,最后用基于Poly IIR算法进行悬臂梁EMA参数识别,得到悬臂梁弯曲与扭转模态频率与振型,验证仿真值、实验值的一致性,可为后续动力旋转机械叶片的设计选型以及结构优化分析提供一定的参考。     

RV减速器振动特性分析

为了研究RV减速器的振动特性,建立了RV-20E型RV减速器的刚柔耦合动力学虚拟样机模型,利用灰色关联度分析了样机的准确性。之后通过模态分析,分析了RV减速器的整机模态频率、振型等。进一步使用有限元方法对RV减速器进行了瞬态动力学分析,得到了不同工况下的仿真信号,并与试验测得的不同转速、负载下RV减速器的加速度振动信号进行对比,仿真分析结果与试验结果吻合度较高。分析结果表明负载对RV减速器振动的影响较小,而转速对于RV减速器的振动有明显影响。     

三桩基础海上风机整体结构的共振分析

该文对三桩基础的海上风力发电整体结构进行了共振分析。通过有限元软件ANSYS,建立了海上风机整体结构的有限元模型,进行了模态分析,得到了前十阶的自振频率和固有振型。然后分析了引起结构振动的主要振源,计算了这些振源的振动频率,将其与海上风机整体结构的自振频率进行了共振分析。结果表明各种主要振源不会引起海上风机整体结构的共振。     

1.5 MW风机结构的模态参数识别

随机子空间法是时域内识别模态参数的方法。阐述随机子空间法的基本原理,基于规范变量分析算法研究总结出对振动响应数据进行模态参数识别的方法,对某风电场1.5 MW风机结构的振动响应数据进行分析,得到其1阶自振频率为0.426 Hz,与风机厂家给出的1阶自振频率基本吻合,验证了该方法的有效性。该识别方法具有快捷方便的优点,且所需测试数据易于获得。     

磁浮车辆辅助变流器的风机轴承振动失效分析

针对磁浮列车辅助变流器的外转子风机轴承短期内失效问题,首先开展风机装车线路运行和台架安装变频运行的振动测试和频响测试,结合外转子风机双质量振子系统的分析,揭示风机轴承过度磨损故障的原因为耦合共振,耦合共振是由风机4倍电磁激振力波及4倍电流谐波激励与其定转子同向运动轴向振动模态产生的.然后提出基于故障振动形态和实测载荷谱...     

轴流散热风机共振失效分析与优化设计

为研究某磁悬浮列车辅助变流器的轴流散热风机的失效问题,提出了一种基于现场测试、有限元仿真与代理模型的失效分析与优化设计方法.首先,通过振动路谱测试与模态仿真分析剖析了轴流散热风机的失效机理,确定了由安装结构刚度不足和转速下降引发的局部共振为风机失效的根本原因.然后,基于模态分析结果,设计了轴流散热风机安装网斜向筋局部加...     

考虑轴承波纹度的燃料电池车用旋涡风机振动特性分析

通过分析滚动轴承结构特点,利用施加滚子轮廓线方法建立考虑轴承波纹度滚动轴承的多体动力学模型;将风机壳体及转轴进行柔性化,建立旋涡风机刚柔耦合的多体动力学模型;分析旋涡风机振动激励源与风机及轴承不同结构参数下振动特性。结果表明,轴承游隙存在会引起转频2倍频成分振动,且随游隙增加2倍频处振幅逐渐增加;波纹度存在,会产生对应波纹度阶次的高频成分振动,实际工况下高频成分会激发壳体模态引起壳体共振,影响燃料电池汽车的乘坐舒适性。     

消除经验模态分解中混叠现象的改进掩膜信号法

经验模态分解方法能在时频域上正确地描述非平稳非线性信号的局部特征。但由于模态混淆,当信号组合分量的频率太接近时,常不能得到正确的经验模态分解结果。针对这一情况,提出了消除经验模态分解中混叠现象的一种方法——改进的掩膜信号法,并将其应用于风机叶片振动信号的分析中。该方法以能量为基础对掩膜信号的选择进行改进,并通过掩膜信号结合EMD来达到消除模态混叠现象的效果。对风机叶片振动信号进行验证的结果表明,该方法简便易行,可有效分离混叠模态,提取有用信号,并且对白噪声也有削减效果。     

新型超声波电机的研制及对比实验研究

从不同的振动模态出发,分别设计制作行波型旋转超声波电机和多振动片式驻波型超声波电机的样机,并分别对样机的性能进行测试,分析了不同类型电机的谐振频率、输入电压和预压力对其性能的影响．对这两种电机的效率、转矩进行了比较,得出了它们的优缺点。     

基于模态动力学的离心风机振动特性数值研究

采用数值方法研究离心风机在流体激励力和叶轮离心力共同作用下的结构响应。离心风机在运行过程中的振动主要由流体激励力和叶轮离心力引起,传统的分析方法很难准确地模拟和预测这种流固耦合振动。首先模拟离心风机内部三维非定常流场,然后将流场分析得出的流体激励力施加到风机叶轮上,采用模态动力学方法对离心风机进行振动响应计算。研究叶片数和前盘厚度两种结构参数对离心风机振动特性的影响。结果表明,存在最佳的叶片数和前盘厚度值,使得离心风机达到较好的减振效果;增加前盘厚度有利于提高叶轮强度,但是随着前盘厚度的增加,系统振动越来越强烈,因此在叶轮设计时应充分考虑叶轮强度以及风机整机振动性能以确定最佳叶轮结构。     

基于改进VMD和深度置信网络的风机易损部件故障预警

考虑到风电机组运行时监测到的轴承、齿轮等易损部件的振动信号早期故障特征微弱且难以提取,提出了基于变分模态分解的风机易损部件故障特征提取方法,并采用深度置信网络对故障进行预警。为克服变分模态分解参数选取对特征提取效果的影响,基于各分量的相关系数确定分解个数,并采用粒子群算法来优化惩罚因子,将改进的变分模态分解用于振动信号进行分析处理;在此基础上,进一步提取各分量的排列熵和均方根值并将其构成的高维特征向量作为深度置信网络的输入,建立早期故障诊断模型;选取风机传动故障诊断实验平台早期故障数据和某风电机组的现场信号进行故障诊断分析。结果表明,该方法能准确稳定地提取风机易损部件故障信号的微弱特征,并进行故障有效识别,提高了风机易损部件故障预警的准确性。     

磁浮车辆辅助变流器的风机轴承振动失效分析

针对磁浮列车辅助变流器的外转子风机轴承短期内失效问题,首先开展风机装车线路运行和台架安装变频运行的振动测试和频响测试,结合外转子风机双质量振子系统的分析,揭示风机轴承过度磨损故障的原因为耦合共振,耦合共振是由风机4 倍电磁激振力波及4 倍电流谐波激励与其定转子同向运动轴向振动模态产生的。然后提出基于故障振动形态和实测载荷谱归纳方法的故障复现试验方案,并在振动台上成功复现故障。最后给出调整波形弹片的刚度、优化辅助变流器电源谐波电流和适当提高风机转速的整改方案。研究成果可为类似结构的故障定位、分析和复现提供理论指导。     

CEEMDAN-WOA-ELM模型风机振动趋势预测

在火电厂中,风机的故障通常会引起风机振动幅值异常,因此对风机振动趋势的准确预测可以有效降低风机故障发生概率。由于原始的风机振动数据具有较强的随机性和波动性,传统预测方法很难直接进行有效预测,因此需要对原始风机振动数据进行预处理,并应用先进的机器学习算法来进一步提高风机振动预测精度。该文采用完备经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition adaptive noise, CEEMDAN)对原始数据进行预处理,将原始振动数据分解为一系列固态模量(intrinsic mode function,IMF),从而降低原始振动信号的非平稳性。其次使用经过鲸鱼算法(whale optimization algorithm, WOA)优化的极限学习机(extreme learning machine, ELM)来预测所有IMF序列。最后将所有IMFS预测结果叠加得到最终预测值。为评估模型的预测性能,该研究采集某火电厂风机机组的振动数据进行多组对比试验。结果表明,该文提出的模型SSE平均降低39.58%,RMSE平均降低31.73%,验证CEEMDAN-WOA-ELM模型具有优越的数据处理和预测能力,适用于火电厂中风机振动的趋势预测。     

风浪联合作用下分布式调谐质量阻尼器对海上半潜漂浮式风机的减振控制

海上半潜漂浮式风机在复杂深海环境下产生有害振动会威胁风机的安全性和耐久性,针对该问题并结合美国NREL的5 MW样机的漂浮平台几何结构构造,提出利用分布式调谐质量阻尼器（Tuned Mass Dampers,TMDs）,即分别在漂浮平台的3根浮筒中布置TMD,形成等边三角形布置,对随机风浪联合作用下海上半潜漂浮式风机的平台纵摇振动进行控制。为了更好地描述分布式TMDs对海上半潜漂浮式风机的减振效果,基于拉格朗日方程和模态叠加法,对海上半潜漂浮式风机-TMDs耦合系统提出并建立了9自由度多体动力学模型。基于H∞算法,即以平台纵摇频响函数的峰值为优化目标,对分布式TMDs的参数进行优化设计,优化设计中考虑了3个TMDs之间的耦合关系。对风机-TMDs耦合系统开展了风浪联合作用下的数值模拟,分析了分布式TMDs对平台纵摇响应的减振效果。结果表明：最优设计下的分布式TMDs对海上半潜漂浮式风机平台纵摇振动具有良好的减振性能;在三种不同工况的随机风浪荷载作用下,分布式TMDs对平台纵摇固有频率附近的功率谱密度曲线峰值减振率和标准差减振率能分别达到39%和52%以上。     

无霜冰箱风道的振动分析及改进

文章以无霜冰箱风道为研究对象,通过有限元模拟对风道固有频率、谐波响应和LMS Test.Lab振动试验进行分析,得到了风道壳体的固有频率、振幅极限和试验模态.计算结果表明,在风机工况状态下,风道振动噪声幅度最大时的频率是在风机工作的基频附近,通过风道粘贴阻尼的方式降低振幅,进而降低风道壳体传递给冰箱箱体的辐射噪声.试验...