关于用在振动料斗的压电陶瓷块的研究

本文作者叙述了振动料斗用的压电驱动的材料性能、工作原理、结构和实验结果.该器件是采用压电双晶片振子结构,因而结构简单,使用方便,无电磁干扰.振子谐振频率为300Hz左右,当外加电压达±300V时,振子偏转位移量大于±1.7mm,是一种理想的振动源.     

新型压电输送振子振动模态有限元分析

利用ANSYS有限元分析软件,对用于行波型超声物料输送装置的压电输送振子进行了模态分析,讨论了压电输送振子结构参数对振动模态的影响,为压电输送振子进一步的结构参数修改提供了指导,为行波型超声物料输送装置的设计奠定了基础。     

双振子垂直驱动式压电振动送料器的设计

利用压电陶瓷的逆压电效应,采用上下两个环形压电振子垂直驱动的结构,设计了一种新型压电振动送料器。通过理论分析得出了送料器系统的固有频率以及影响料斗振幅的主要因素。利用Hypermesh软件对整个系统进行了动力学仿真,分析了系统的前三阶振型并得出了系统无阻尼固有频率的理论值为110.95Hz。采用M5螺母为输送物料对样机进行了试验,分析了输送速度以及料斗振幅与驱动电压和驱动频率的关系,并与现有同型号悬臂梁式压电振动送料器进行了性能对比。当驱动电压为240V、驱动频率为系统实际共振频率105Hz时,该新型结构压电振动送料器的输送速度为0.23kg/min,料斗振幅为110μm,可以满足工业生产的需求。     

双振子自走型直线超声电机的研究

设计了一种双振子自走型直线超声电机,电机的定子由2个同轴的对称布置的弯曲摇头型振子和中部带细颈的柔性振动块组成.2个振子的弯曲振动会激励出中间振动块的摇头振动,使驱动头上的质点产生椭圆运动轨迹,与导轨摩擦接触产生自走直线运动.测量得到定子上振动块的局部弯曲共振频率为20 792Hz,定子的弯曲共振频率约为40 420Hz.仿真发现,以振动块的局部弯曲共振模态作为工作模态能够得到更大的振幅.实验结果表明,在该模态频率下,电机可以提供较大的驱动速度,发热很少,较长时间工作仍旧稳定可靠,故被选作工作模态.在40 420Hz附近电机能够驱动,但是振子发热严重,不易稳定工作.当两相驱动信号的频率为20.8kHz、相位差为90°、驱动信号电压的峰峰值为138V时,电机的驱动速度达到598mm/s,电机的最大驱动力达到1.94N.     

平板形单振子多自由度压电马达

对提出的一种平板形单振子多自由度压电马达进行了理论设计和试验研究。利用梁函数组合法,计算了压电马达的工作模态频率,得出了布置于马达压电振子表面的各凸起之间间距的设计依据;提出凸起的尺寸应使其一阶弯曲振动频率与整个压电振子工作频率一致,给出了各凸起尺寸的选取原则。根据设计理论,制作了马达样机,对样机的运动能力进行了试验测试。结果表明:马达工作模态频率的理论计算结果接近于实测值;当驱动电压为90V、频率为45kHz时,马达绕矩形板压电振子长度方向轴向的转速为45.6r/min。     

某越野车车内轰鸣声的实验研究

采用比利时LMS公司的Test.Lab振动噪声测试系统,对某越野车内加速轰鸣声的问题进行了测试研究。应用振动、模态、ODS等分析获知轰鸣声的根源及路径,并提出改进方案。通过手工样件对改进方案进行了验证。     

双模态耦合系统的振动耗能特性研究

以固有频率处于1／3倍频程内的一个双振子耦合系统为例,研究了双模态耦合系统的振动耗能特性,通过分别改变激励外力的频率和幅度,振子的基本特性,耦合元素特性等诸要素,对系统损耗因子进行了分析,研究发现,耦合系统的损耗因子总是介于两个模态损耗因子之间,并且这两个模态一个从振动能量的角度占主导地位,而另一个从能量损耗的角度占主导地位,系统的损耗因子是两平衡的结果。     

非均质系统中主导振动子系统的阻尼辨识法

复合材料以其优越的性能在船舶制造领域应用愈加广泛,钢-复合材料非均质组合系统作为典型的工程结构形式,有着异于单一均质系统的动力学特性.由于实际结构一般较为复杂,试验测试时难以直接确定组合系统中各阶主要参与振动或噪声辐射的子系统组成.为了直观快速地获取复合结构主导参与振动的子系统,从非均质组合系统的主从振动模式和阻尼耗散机理分析入手,结合统计能量分析原理中关于损耗因子的分类描述,对组合系统振动时所表征的阻尼规律进行分析.计算并对比了钢-复合材料组合系统各阶模态内损耗因子,以及分析了其主导振动子系统的能量占比.结果表明:排除声辐射和边界损耗影响后,非均质组合系统的内损耗因子在数值上接近于其主导振动子系统的材料损耗因子,并介于各子系统材料损耗因子极值之间.完成了某典型组合系统的模态识别,验证了运用损耗因子组成规律辨识主导振动子系统的可行性,弥补了试验测试中对复杂非均质组合结构在模态识别方面的不足.     

柔性齿圈行星轮系耦合模型创建及振动特性研究

针对柔性齿圈结构振动特性分析缺失以及现有传动系统特性分析方法不足，本文结合模态叠加法、承载接触分析技术与集中质量法，构建了考虑轮齿间接触特性、结构振动与系统振动的行星轮系模型。分析了柔性齿圈行星传动系统的结构振动特性及柔性齿圈对系统动态性能的影响，并避免了集中质量模型无法计入构件结构振动，全有限元模型计算量过大、收敛困难，现有刚柔耦合模型的刚性接触、齿轮参数标准化以及难以引入构件误差等问题。本文为柔性齿圈的设计以及传动系统动态特性的深入探究提供了模型基础和理论指导。     

弧齿锥齿轮波动应力分析

对弧齿锥齿轮推导了计算行波振动应力的方法，采用修改程序的办法使其在通用有限元程度上得以实现。并计算了某型发动机的弧齿锥齿轮的动态应力。讨论了弧齿锥齿轮的重合度ε、模态阻尼比ζ对波动振动应力曲线的影响，最后给出弧齿锥齿轮产生波动振动的条件。     

一类轴对称圆环的弯曲振动分析

对一类轴对称圆环的面内弯曲振动进行了分析计算，给出了圆环面内弯曲振动固有频率表达式。利用ANSYS软件对含有直梁段圆环的面内弯曲振动进行了有限元模态分析。结果表明，含直梁段圆环的弯曲振动，当选取适宜的结构参数时，总可以找到频率差几乎为零的近似正交模态。     

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。     

170SD30全陶瓷电主轴有限元分析及其振动性能测试

目的 测试设计的170SD30全陶瓷电主轴进行有限元分析及振动性能,验证电主轴结构设计的合理性.方法 采用有限元软件ANSYS对其三维建模并进行了模态分析,得到其前六阶固有频率和振型,分析计算出临界转速,并对装配好的全陶瓷电主轴振动性能测试及其分析.结果 ANSYS模态分析计算结果表明主轴设计工作转速远远低于其临界转速,能有效避开共振区;全陶瓷电主轴振动性能测试结果表明在设计范围内电主轴振动平稳,同时也说明在ANSYS中对模型的简化和有限元分析结果是合理的.结论 通过模态分析法和振动性能测试表明电主轴设计是可行的,也可看出ANSYS对全陶瓷电主轴的动态仿真和结构优化有一定的指导意义,为进一步动态性能分析提供依据.     

汽车后扭力梁结构的模态分析

为揭示某汽车后扭力梁在实际道路激励工况下容易出现振动疲劳的机制,需要对结构固有振动特性进行分析。为了得到后扭力梁结构更为准确的固有振动特性,对模态试验中的悬挂位置、激励位置和测点位置的布置方式进行重点分析,并结合结构的实际情况进行优化。采用优化后的最佳模态试验法识别后扭力梁结构在自由-自由工况下的模态参数,得到结构固有频率和振型特征。通过对比可知：后扭力梁结构前10阶自由模态频率吻合很好,误差控制在6%内。这表明采用优化后的模态试验方案能够更为准确地识别结构的模态频率,得到结构固有振动特性。     

C6132车床振动模态分析研究

本文介绍了C6132车床结构实验模态分析的测试、分析与结果。通过对该车床结构随机激励的响应测试分析,识别其模态参数和模态振型,从而找出有害模态。同时也分析了不同转速下车床尾坐、刀架的振动频谱的模态表现对加工精度的影响。     

发电机定子铁芯模态振动特性试验研究

对发电机定子铁芯进行模态振动试验是为了防止汽轮发电机组在运行过程中定子铁芯椭圆形模态振动频率与双倍的发电机的径向电磁力频率产生共振。目前只有各个发电机制造厂进行数值模拟和出厂前进行模态振动测试,几乎没有在电厂生产现场进行该项测试。文章通过几个典型汽轮发电机测试实例详细介绍了对于电厂停机检修机组进行发电机定子铁芯模态试验的方法及特性,提出了现场试验过程中的要点。指出发电机铁芯模态振动测试是目前发电机安全监测工作中很好的补充技术手段。     

磁悬浮高精度多阈值振动报警装置设计

为提高振动测量的灵敏度并降低振动测试系统的固有振动频率,利用磁悬浮技术将绝对式振动测量中的振子设计成悬浮状态.分析了光电位移传感器输出特性,得到振子遮挡接受光线的面积与振子位移的关系式,测得光电位移传感器的灵敏度,并将圆柱形振子和圆顶形振子接收的红外光面积与振子位移关系进行了比较,对得到的函数关系用最小二乘法进行线性拟合,得出圆柱形振子的线性关系误差较小,其线性拟合较好.采用分立电子元件设计了振动报警装置,可设定振动报警阈值电压,通过比较器实现不同级别要求的振动报警触发,设计放大电路使系统的灵敏度可调.为操作方便设计了单片机振动报警电路,可实现三级振动报警,通过按键改变每个振动报警档位的阈值电压,采用电可擦除只读存储器设计对设定的报警阈值电压进行保存,方便了操作.实测振动表明:设计的磁悬浮振动报警装置的灵敏度可达到0.01 mm,具有多档位的振动报警功能,使用方便.     

新能源车永磁同步电机定子振动分析与结构优化

采用电磁振动联合仿真分析的方法,对新能源车8极48槽永磁同步电机振动进行研究,利用Maxwell电磁分析软件建立电机2D模型,得到引起电机振动的主要来源——径向电磁力的时空变化曲线.利用ANSYS有限元分析软件将计算得到的电磁力作为激励源耦合到电机的定子齿表面进行振动仿真分析,发现定子在受到4 300 Hz的激励频率时,振动加速度幅值明显高于其他频率;利用计算模态分析法求解对电机定子的前8阶模态参数,发现引起定子振动幅值最大处的激励频率恰好与定子第7阶模态频率相近;对定子进行结构优化,结果表明,定子表面加速度幅值明显减小.分析结果可以为后续的电机磁路设计和结构优化设计提供数据参考.     

微型超声波电机定子振动特性有限元分析

利用有限元法对齿状环形行波型微超声波电机定子的振动特性进行了计算分析.建立了定子弹性体和压电体耦合的有限元模型,利用SOLID45单元将定子编制成ANSYS有限元软件的宏文件,以便于改变定子尺寸并自动生成相应的有限元模型;探讨了不同结构参数对压电定子动态性能的影响,得到了各结构参数对压电定子模态频率的影响曲线.研究结果表明,定子弹性体与压电体之间的胶粘层对定子模态频率的影响很小,在分析过程中可以忽略;定子的振动主要以弯曲模态为主,其振动频率随压电陶瓷和定子环厚度的增加而增大,随定子齿高、齿数和内径的增加而减小.     

弹性板结构面内振动特性分析与实验研究

针对现有弹性板面内振动特性研究尚不充分,本文基于能量原理建立了弹性板结构面内模态预报模型,并开展了相关实验测量进行验证分析。采用二维改进傅里叶级数方法对弹性板结构面内振动耦合位移场函数进行构建,结合瑞利-里兹程式进而得到弹性约束边界条件下矩形板结构面内自由振动系统特征矩阵方程。结果表明:所得弹性板结构面内振动模态参数与文献数据吻合良好,验证了本模型的正确性与可靠性。随后,搭建了相关实验台架,对弹性板结构面内振动模态参数进行测试,并对实验环节可能引起的偏差因素进行了讨论分析。