频域内振动传递路径系统的参数灵敏度

建立了具有路径质量的振动传递路径系统模型,探讨了系统振源、传递路径、接受体三部分的交互影响关系.运用矩阵微分理论并与振动力学理论相结合,对频域内振动传递路径系统的参数灵敏度进行了讨论,获得了接受体频域动力学响应对路径参数的灵敏度分析结果,解决了路径参数对系统接受体频域响应贡献量的度量问题.当系统路径参数较多时,该方法能迅速准确地判断出主要影响参数,约束优化设计方向,简化振动传递路径系统的动态设计过程.通过算例表明,这一方法切实可行,为频域内振动传递路径系统的参数贡献度分析提供了理论基础.     

双层隔振系统传递路径的传递度灵敏度分析

应用功率流理论和四端参数法分析了双层隔振系统传递路径的功率流,研究了振动系统随机传递路径的功率流分析方法。结合Kronecker代数、函数的二阶矩技术、摄动理论和概率统计方法,探讨了振动传递路径系统功率流传递度的算法,在频域内分析了双层隔振系统传递路径的功率流传递度及其参数的灵敏度。     

基于灵敏度的振动传递路径的参数贡献度分析

虽然研究振动和噪声的传递系统模型和传递路径的贡献度具有重要意义,但是目前还很难清晰正确地阐明多维路径的贡献量。基于动态灵敏度的技术,解决了振动传递路径的参数贡献度问题。采用路径的灵敏度作为度量准则,提出振动传递路径的参数贡献度的有效途径,给出理想的数值分析结果,清晰地阐明了时域内振动传递路径的参数贡献度。     

基于可靠性的混合不确定参数汽车盘式制动器振动稳定性分析

针对汽车盘式制动器的制动噪声抑制问题,基于可靠性分析理论,将响应面法与有限元复特征值技术相结合,提出一种混合不确定性参数下汽车盘式制动器系统振动稳定性的可靠性分析方法。该方法将参数不确定性引入到汽车盘式制动器的振动稳定性分析中,采用随机参数和区间参数对制动器系统进行描述,建立包含随机参数和区间参数的制动器系统不稳定特征值的响应面近似模型,实现分析模型的参数化,进而可对系统的振动稳定性进行参数灵敏度分析和可靠性分析。用该方法对某车的浮钳盘式制动器系统进行研究,采用蒙特卡洛方法分析系统振动稳定的可靠性和参数灵敏度。结果表明存在不确定性参数的情形下,通过提高制动器支撑背板的支撑刚度,能有效可靠地改善制动器系统的振动稳定性,减小制动噪声的产生,分析方法对抑制制动噪声具有一定的工程指导意义。     

低湍流度风洞动力段振动源与传递路径研究

针对西北工业大学低湍流度风洞改造需求,构建动态频谱测量与分析系统对其动力段各组件的振动情况进行测试,通过讨论不同组合状态的结果,阐明各部件随电机转速变化的振动规律,定量地分析了风洞动力段的振动产生与传递路径关系,以及分列支撑和减震带等措施对降低振动传递影响的贡献。研究表明低湍流度风洞动力段的部件加工与安装符合设计预期振动指标,该套测试系统的高精度特性可以满足同类低速风洞部件和模型实验中振动与噪声频谱的测量分析应用。     

改进传递矩阵法计算转子系统不平衡响应和灵敏度

提出了一种基于传递矩阵和参数匹配相融合的改进传递矩阵方法。新方法将转子系统分成多个子系统 ,对各子系统建立传递矩阵模型 ,然后利用各子系统在结合面处参数匹配条件建立系统不平衡响应求解方程。这种方法克服了传统传递矩阵方法的缺点 ,并且可以非常方便地用来分析多跨或多转子系统振动特性。给出了不平衡响应灵敏度的计算方法。     

基于摄动传递矩阵法的随机参数系统振动分析

随机参数对多刚柔体结构动态特性具有一定影响,含随机参数系统的振动特性分析是现代多刚柔体结构研制与动态性能设计的重要环节之一。基于多体系统传递矩阵法和摄动方法,推导了含随机参数系统零阶、一阶和二阶摄动总传递方程,建立了含随机参数的多体系统特征值问题的分析方法,实现了含随机参数柔性结构振动特性快速分析。分别应用文中方法与Monte Carlo方法对某含随机参数的柔性结构和平面振动多刚柔体系统特征值问题进行了分析,两种方法的计算结果吻合较好,证明了文中方法的有效性和高效性。     

基于某排气系统振动性能参数的灵敏度分析

设计灵敏度分析试验,以传递力、静位移、预载力等作为优化目标,选择哈默斯雷采样方法,对排气系统的约束模态、吊耳的静位移、预载力以及传递力峰值进行灵敏度分析,评价影响各个参数的主要因素。确定通过改变吊耳的动刚度来提高排气系统的振动性能,为随后排气系统振动性能的优化提供了依据。     

混合参数盘式制动器振动稳定性分析

针对汽车盘式制动器在制动过程中的噪声抑制问题,考虑制动不平衡量及制动器参数不确定性的影响,结合响应面法、有限元法与可靠性分析理论,提出了一种含混合参数模型的盘式制动器振动稳定性的可靠性分析方法。采用随机、不确定区间和模糊参数来描述制动系统的动态特性,建立含随机参数、不确定区间参数和模糊参数的盘式制动器系统不稳定阶次响应面代理模型,通过对系统振动稳定性的参数灵敏度分析获取其影响显著因子,在Design Expert软件中对制动时的振动稳定性进行可靠性分析,揭示了各因子二阶交互作用对其可靠度的影响规律。用该方法对某型汽车的钳盘式制动器进行验证,结果表明,含有混合参数的制动器系统在稳定性不理想的情况下,通过增加其支撑背板厚度或提高弹性模量,可以有效改善制动系统的稳定性。     

基于鞍点逼近的机械零部件可靠性及其灵敏度分析

将鞍点逼近理论与灵敏度分析方法相结合,讨论具有随机参数的机械零部件可靠性及其灵敏度问题。在基本随机参数概率分布已知的前提下,应用鞍点逼近技术获得了外载荷作用下随机结构响应的概率密度函数和分布函数。在实例计算中,对螺栓、汽车前轴进行数值分析,将所提方法得出的数值分析结果与Monte-Carlo方法计算的结果进行对比验证,得出由鞍点逼近技术计算概率密度函数和分布函数具有计算结果准确度高、计算速率较快、尾部分布较好的优点。应用灵敏度分析方法,利用鞍点逼近技术计算的随机结构响应的概率密度函数,得到机械零部件随机参数可靠性灵敏度的变化规律,研究设计参数的改变对螺栓、汽车前轴可靠性的影响,为机械零部件的可靠性设计提供理论依据。     

Tikhonov正则化在运行工况传递路径分析的应用

针对传统运行工况传递路径分析(operational transfer path analysis,简称OTPA)存在的不足,通过理论和试验分析,提出基于Tikhonov正则化方法的OTPA反问题模型。首先,分析Tikhonov正则化方法的理论优势,给出Tikhonov正则化参数选择的依据,同时调节电机转速获得不同运行工况数据,利用奇异值分解方法研究壳体结构的振动传递路径,分析传统OTPA算法总贡献量误差及路径贡献量估计精度;其次,分析运行工况数据是否满足Picard条件,提出基于Tikhonov正则化方法的OTPA算法,并分析Tikhonov正则化参数对所提出算法的影响。分析结果表明,所提出的方法显著减小了总贡献量和路径贡献量误差以及路径误判现象。该研究可为振动噪声监控与减振降噪提供理论依据。     

基于传递路径的多级齿轮箱齿轮裂纹故障识别

采用集中参数法对多级齿轮传动系统的齿轮振动进行建模仿真,获得难以直接测量的齿轮箱内部振源振动信号。根据系统辨识理论,获得振源信号传递至2个不同测点下传播路径的传递函数。通过比较2测点在同种系统状态下对应的信号传播路径的传递函数特征,选取了更能反映系统振动特征的测点作为最佳测点。通过比较无故障状态与定轴齿轮齿根裂纹状态下最佳测点对应的信号传播路径的传递函数特征,找出系统刚度微小变化时传递函数的变化特征,从而能够以此辅助判断微弱故障类型。     

Vibration reliability sensitivity analysis of general system with correlation failure modes

The vibration problem of the general system is the main object of research. The material properties and geometry of general system are random parameters because of the manufacturing environment, technical conditions, manufacturing and installation errors, multiphase materials, features and other factors. According to the relation criterion that the difference between the natural frequency and the driving frequency of general systems is not beyond a specific value, the vibration reliability mode and vibration reliability of general systems are defined considering the correlation of the multi-order natural frequency and the random characteristics of structure size and material, and the vibration reliability analysis method for avoiding the resonant is carried out. The second-order joint failure probability is obtained by using the numerical integration method. Based on the reliability design theory and sensitivity analysis method, the vibration reliability sensitivity of the general system with correlation failure modes is extensively discussed and a numerical method for vibration reliability sensitivity design is presented. The variation regularities of vibration reliability sensitivity are obtained and the effects of random parameters on vibration reliability of the general system are studied. The presented method provided the theoretic basis for the reliability design of the general system. A numerical example demonstrated that the proposed method is effective.     

基于逆子结构传递路径分析方法的汽车车内噪声整改

逆子结构传递路径分析方法可以重复利用部分数据,此特点在需要重复进行振动噪声传递路径查找的场合可以有效减少工作量。基于此方法对一款车内噪声超过标杆车的开发样车进行了两次振动噪声传递路径分析,然后对动力总成悬置进行了相应的整改,使车内噪声达到标杆车水平。     

航空液压管路支架参数灵敏度分析及优化

为解决航空液压系统高速高压化发展带来的航空液压管路振动加剧问题,将液压管路与管路支架视为整体振动系统。基于灵敏度分析方法,采用ANSYS软件平台中的灵敏度分析工具,分析航空液压管路支架参数对振动响应的灵敏度;在灵敏度分析结果基础上,采用基于Pareto最优的多目标遗传算法对管路支架参数进行优化设计,得到振动控制效果更好的管路支架布局,形成一种有效的航空液压管路被动振动控制参数优化方法。为控制航空液压管路振动、推动国产大飞机发展提供理论和技术基础。     

基于神经网络的主动隔振控制技术研究

针对主动隔振系统存在非线性的情况,提出一种神经网络控制方法.控制器采用CMAC(cerebellar model articulation control)网络,参数调整基于梯度下降法.为消除系统次通道对控制器参数调整的影响,利用BP(back propagation)网络离线辨识得到次通道模型.系统的输出误差信号与次通道模型参数相结合,共同调整控制器参数.仿真结果表明,该控制方法对于存在非线性的主动隔振系统具有良好的控制效果,隔振能力超过常用的滤波LMS(least mean square)方法.     

线性连续系统的动态与渐变耦合可靠性分析

机械设备的零部件通常承载着动态载荷,且由于制造的不确定性致使几何元素的尺寸、形状以及相互位置具有随机性,同时多于80%的零部件都是由于某些量的劣化导致渐变失效,因此,开展动态与渐变耦合可靠性研究对于机械行业的发展具有极为重要的意义。研究随机参数线性连续系统遭受强度劣化和承受动态载荷时的可靠性问题。根据线性连续系统的随机动力学理论获得随机响应的计算公式,由此建立随机交变应力的计算模型。采用一随机变量描述初始强度的不确定性,利用非平稳Gamma过程描述强度劣化量的演变过程。在此基础上构建线性连续系统的动态与渐变耦合状态函数和可靠度表达式。应用提出的方法分析轴扭转振动系统的动态与渐变耦合可靠性,将当量正态化法和设计验算点法相结合以估算动态与渐变耦合可靠度,采用中心差分方法分析该可靠度的敏感性。利用数值实例验证提出方法的实用性和有效性。结果表明,提出的动态与渐变耦合可靠性分析方法能够有效解决随机参数线性连续系统遭受强度劣化和承受动态载荷时的可靠性分析问题。     

Transfer characteristics of vehicle air conditioners’ booming noise

Vehicle air conditioners generate a booming noise when pressure pulsation in the compressor is generated and transmitted to vehicle interiors through the attached pipes and chassis, which constitute a typical noise transfer path between the compressor and the interior. In this study, the transfer path analysis and operational deflection shape methods were employed for analyzing the characteristics of noise transfer paths, and acoustic intensity was measured through empirical experiments for analyzing the characteristics of the response system. The rigid body mode of the double pipe influences the dynamic behaviors of the liquid pipe, which is the major noise contribution path. The force exerted on the liquid pipe generates not only structure-borne noise but also air-borne noise in a heating, ventilation and air-conditioning system. An experiment was carried out to reduce such noise by distributing the high noise contribution to the low one. Through this experiment, we propose a path coupling method for noise reduction that modifies the contribution of each transfer path from the source to the receiver.