固体火箭发动机振动试验过试验分析与控制

针对固体火箭发动机振动试验过程中出现局部过试验情况影响振动试验质量以及由于响应测点分布的局限性导致试验周期延长等问题,采用有限元技术与实际试验方法相结合,构建振动力源、试验夹具和固体火箭发动机一体化有限元模型。应用此模型进行振动试验系统动态力传递特性研究,找出振动力源、试验夹具和发动机之间动态力传递规律,选择合适的控制点与控制策略,改善振动试验局部过试验问题,提高振动试验质量,缩短试验周期。     

TBM掘进机电磁换向阀动态特性仿真研究

TBM掘进机在掘进过程中会产生基础振动.当振动频率过快和振幅过大时会导致电磁换向阀阀芯位移超调量过大、阀芯自启和位移波动幅值过大,对稳定性影响较大.采用缓冲装置很难实现稳定性控制,需要对阀的结构参数进一步优化.根据阀芯力平衡方程分析三种情况下的电磁换向阀动态特性,重点研究基础振动和阀结构参数对阀超调量、位移波动幅值的影响规律.在Matlab/simulink上建立振动环境下电磁换向阀仿真模型,仿真验证各振动参数和阀结构参数对阀动态特性的影响规律,然后进行仿真优化,最后对仿真优化结果进行验证.结果表明:基础振动和阀结构参数会改变阀动态特性;优化后的模型能减小电磁换向阀阀芯位移波动幅值和位移超调量,提高阀的稳定性和振动适应性,为基础振动环境下电磁换向阀的选型和抑振提供基础理论参考.     

SPVT系统的框架结构研究

目前,由物理模型、数值方法和可视化技术相结合而发展起来的仿真技术,受到广泛的重视,正在迅速发展.在振动工程界,利用计算机技术将振动试验与计算机仿真技术集成在一起也是一个追求的目标.虚拟振动仿真系统SPVT（Simulation Platform of Vibration Test）,是在对振动环境试验和振动环境试验的数值仿真分析的研究基础上,研制的具备试验项目管理、数据信息处理、试验控制、振动分析、夹具设计、模型修正、试验再现等多种功能的集成化系统.该系统基于分布式异构网络,以项目管理为核心,实现仿真自动化,为振动环境试验的发展探索出一种试验与计算机仿真相结合、相互促进的新途径.该文介绍了系统的框架结构和实现该结构的关键技术.     

振动对反射镜胶连接的影响分析与试验

在空间相机反射镜连接优化的研究中,胶连接是空间相机反射镜连接常用的连接方式之一。在相机振动试验、发射等力学环境作用下胶接连接状态、胶接力可能会发生变化。胶连接状态的变化使反射镜镜面面形发生变化,导致相机成像质量变差。目前尚无直接测量反射镜胶接力在振动力学试验前后变化的方法,直接采用完成镜面加工的反射镜进行振动试验,势必增加了反射镜研制风险。为了研究振动对反射镜胶连接的影响,采用设计胶接试验件的验证方法,将检测胶连接状态的变化转换为光学测量镜面面形的变化,解决了直接测量的胶连接变化难的问题。振动试验前通过有限元的方法仿真分析了力胶接试验件的动力学特性,为力学试验条件制定提供了参考。通过对比振动试验前后胶接试验件面形RMS值,胶接试验件面形最大变化为1.26nm,在设计和光学测量误差变化允许范围内,表明改进的反射镜胶连接方法有一定可行性,为验证振动对胶连接的影响提供一种新方法。     

轿车排气管挂钩刚度优化分析

针对某轿车在试车场进行耐久性试验时出现挂钩处开裂的问题,建立考虑动力总成的排气系统振动分析模型;通过频率响应分析发现挂钩开裂处的约束反力稍大,局部刚度偏低;通过结构优化使挂钩刚度得到加强.对2种优化方案的对比表明优化后的挂钩能减小排气系统传递到车身地板的振动,提高排气系统的疲劳寿命.     

振动慢剪破碎机模糊解耦PID控制

针对振动慢剪破碎机碎矿过程多变量、强耦合、大时滞的特点,提出了一种基于自适应粒子群算法优化的模糊解耦PID控制方法。在对振动慢剪破碎机动态模型进行对角矩阵解耦的基础上,分别对给料量和振动电动机频率进行模糊PID控制,并引入自适应粒子群优化算法对模糊PID控制的隶属函数参数进行动态优化,从而实现主电动机工作电流及合格矿料产率精确、稳定、快速控制。仿真及试验结果表明,该方法具有响应速度快、调节时间短、超调量小的特点。     

动力总成振动对车内噪声的传递路径影响

为了研究动力总成振动对车内噪声的影响,在介绍传递路径分析基本原理的基础上,利用LMS/TPA软件,针对某轿车车内噪声存在问题的工况,以动力总成振动激励对车内噪声的传递路径分析为例,详述了传递路径分析的方法和步骤,并对影响车内噪声的动力总成悬置振动的主要传递路径进行了分析识别.结果表明,车内噪声主要是由动力总成振动激励引起,且动力总成右悬置Z向振动激励对车内噪声的贡献量较大.要降低该车型在上述工况下的车内噪声,应重点对动力总成右悬置Z向的隔振性能进行改进;运用传递路径分析方法不仅可以识别出各传递路径贡献量的幅值大小,还可以得到各贡献量幅值之间的相位关系,从而为动力总成各悬置设计提供依据.     

基于蚁群算法的车身振动主动控制研究

针对乘用车车身结构振动抑制问题,采用基于蚁群算法的参数自适应PID控制器,以压电元件为测量和控制元件,进行了振动主动控制仿真和实验研究;首先对白车身结构进行实验模态分析,确定了压电元件的布片位置并确定压电控制的传递关系,然后设计基于蚁群算法的PID参数自适应控制器,制定了控制方案,进行了模拟仿真分析,最后搭建试验平台,以某国产乘用车白车身为被控结构,进行了车身振动主动控制实验;系统仿真和实验结果表明,施加控制时车身的振动幅值较未施加控制时大幅减小,在振动幅值较大的低频区域,其振动幅值明显降低;从而验证了应用基于蚁群算法的参数自适应PID控制技术,不仅可以有效降低车身的振动幅度,而且对传统控制方法控制效果不佳的振动低频区域,控制效果明显。     

汽车组合仪表振动失效仿真

针对某公司已经批量生产的组合仪表产品A和在A基础上内部结构发生变化的产品B这2款产品,在同样的振动环境和夹具下,A仪表没有出现任何问题,但B仪表发生振动失效破坏.运用试验和有限元分析的方法,对2款仪表分别进行振动试验仿真分析,找出B仪表发生失效的主要原因,对B仪表和夹具的设计提出改进建议.     

支承舱减振性能分析

支承舱是运载火箭与航天器之间的重要连接结构,支承舱的振动特性是力学环境设计需要考虑的因素之一.本文从振动环境控制的角度进行支承舱结构动力学分析,阐述了一种基于支承舱振动特性研究的改善航天器力学环境的方法.在有限元建模过程中,引入了材料级性能试验.计算并比较了不同材料支承舱结构对航天器振动环境的作用,比较了连接面形式对振动环境的影响.基于分析结果给出了进一步研究的建议.     

固体发动机静强度试验应变数据的分析与处理

针对固体发动机静强度试验中,存在采集到的应变数据混有噪声或不同干扰信号,并且在某些恶劣工况下,会出现应变数据被噪声信号吞没的现象,研究了一种基于小波阈值去噪的信号分析处理方法.通过对固体发动机静强度试验应变数据的分析,利用傅里叶变换获得原始数据频率谱,采用低通滤波器与小波阈值去噪,对比数据分析情况显示低通滤波器能够在平稳信号领域很好的完成噪声处理,但对于突变数据采用小波阈值去噪法能够更加真实地表现数据特征.分析与处理结果表明,基于小波阈值去噪的信号分析处理方法能够有效解决试验中存在应变数据所受到的干扰现象,为固体发动机静强度试验数据分析与处理提供支持.     

基于啮合频率调制现象的齿轮振动信号辨识

齿轮是大多数旋转机械设备的核心零部件,也是主要的振动来源.为了评估齿轮箱的健康状态,从机械系统信号中提取齿轮箱的振动成分具有重要意义.齿轮的啮合频率包含了反映其运行状态的丰富信息,是进行齿轮在线监测和故障诊断的前提条件.通过理论分析和试验验证,解释了啮合频率调制现象,也就是当齿轮在重载条件下工作时,啮合频率会以啮合冲击的形式被调制到高频共振区.基于此现象,提出了一种齿轮振动信号辨识方法.在此方法中,通过迭代获得啮合能量比图,以确定啮合共振频带.此方法的性能通过试验台试验和叉车现场试验进行了验证.通过与快速谱峭度方法进行对比,证明所提出的方法适用于齿轮振动信号辨识,尤其是当齿轮处于重载条件时.     

Shape optimization of cantilevered columns subjected to a rocket-based follower force and its experimental verification

Intended aims of the paper are, firstly to conduct a realistic structural optimization of a nonconservative system, and secondly to give an experimental verification of the theoretically predicted stabilizing effect of shape optimization of cantilevered columns subjected to a rocket-based follower force. Flutter of a cantilevered column having a small solid rocket motor at its free end is considered in this paper. The shape optimization for maximum flutter load was conducted computationally with the design constraint that the width of the column should not be less than half of the initial width, in order to keep test-pieces elastic during compressive loading. The theory predicts that the flutter parameter of the shape optimized column with constant volume can be 1.2 times higher than that of the uniform column. Then the corresponding experiment was conducted. The mean thrust produced by the rocket motor was assumed constant during firing. As the applied load in the experiment was constant the free parameter for loading was the length of the columns. The mean thrust was 580?N and the burnout time was 3.2?s. Five test runs were conducted to find the experimental critical length of the uniform test columns. Following this, two runs were made with optimum columns having the same lengths as the corresponding uniform test columns. As the outcome, an experimental verification was given to structural optimization of cantilevered columns subjected to a rocket-based follower force.     

固体火箭发动机尾焰电磁波衰减试验验证技术研究

通过对固体火箭发动机地面试验现场环境及尾焰电磁波衰减近场测试技术进行研究,设计了基于矢量网络分析仪的固体火箭发动机尾焰电磁波衰减试验验证系统,介绍了尾焰电磁波衰减试验验证总体方案,现场测试方法,尾焰电磁波衰减现场测试系统硬件组成,测试系统原位校准技术,现场测试天线构建和天线位置校准方法等的研究。对构建好的测试系统进行了工程应用,并取得了良好的试验效果。     

高过载试验装置电气系统研究

过载加速度是影响固体火箭发动机性能的重要因素之一。高过载试验装置为分析和研究过载对固体火箭发动机的影响提供了必要的实验手段。介绍了基于转台存储原理的高过载试验装置电气系统构成,详细阐述了其硬件和软件设计,简要说明了系统设计中的关键技术。该电气系统已成功用于高过载试验装置,并取得了良好的实验效果。     

基于PXI的六分力硬件测试系统设计与实现

为满足大吨位固体火箭发动机地面试验对测试的需求,对固体火箭发动机性能参数以及测试原理进行了深入的研究,组建基于PXI总线的发动机推力矢量、发动机燃烧室压力、发动机壳体变形量的综合测试系统;并搭建系统的硬件平台及软件平台;试验结果表明,该系统能够反映固体火箭发动机地面试验的健康状态,采集的特征参量满足技术指标,具有高可靠性和易操作性等特点,能成功用于固体火箭发动机地面试验中的各种测试需要。     

基于RBF神经网络和小波包的电动机故障诊断研究

针对传统的电动机故障诊断存在很难准确提取故障时的特征信号及对故障作出准确预测的问题,提出了一种基于RBF神经网络和小波包的电动机故障诊断的方法。该方法采用小波包分析技术提取电动机典型轴承故障、转子故障和绝缘故障振动信号的特征频段能量并组成向量作为RBF神经网络的输入,用于诊断电动机的故障。实验和仿真结果表明,使用RBF神经网络对电动机故障诊断是非常有效的,对电动机早期故障的发现及维修有积极意义。     

激光平台型导引头跟踪控制技术与炮兵火箭应用研究

基于激光平台型导引头的工作机理和控制原理,分析了导引头视线角速度噪声和隔离度的影响因素并提出提高隔离度的措施;构建了基于力矩干扰的激光平台型导引头模型、频带模型和隔离度模型,搭建测试平台,通过对比分析仿真、测试和某火箭弹飞行试验结果,验证了上述因素对频带和隔离度的影响,经测试和飞行试验验证,提高隔离度和频带的措施合理可行,达到了降低视线角速度噪声的目的,可满足野战火箭环境下工程应用的要求。     

基于形态学和Otsu 的固体火箭发动机CT 缺陷三维分割

为了能够准确判别固体火箭发动机内部缺陷的性质和可能对发动机造成的危害, 需要从三维空间的角度来观察分析。在传统的缺陷分析中,主要是通过观察CT 的二维切片序 列图像以及对二维图像的主观分析去发现缺陷体。为了对缺陷体进行更为准确、立体地分析, 提出对固体火箭发动机工业CT 三维体数据进行处理。首先,通过结合形态学和Otsu 阈值分割 方法对缺陷进行分割和提取;然后,重构出缺陷体三维体数据;最后,对体数据进行三维可视 化显示。实验结果表明,该方法能有效、准确地分割和提取固体火箭发动机三维CT 图像缺陷, 具有较强的鲁棒性。