8MW风电齿轮箱振动特性仿真分析

为了实现超大型兆瓦级海上风电齿轮箱的新产品的开发,降低产品开发风险与成本,以8MW级风电齿轮箱系统为研究对象,基于ADAMS建立齿轮箱系统刚柔耦合动力学模型,并对其进行仿真和结果分析,研究齿轮箱系统的振动特性。通过对齿轮转速仿真结果分析,验证动力学模型的有效性和可靠性,然后进行了齿轮振动频率分析,确定系统振动产生机理,之后在齿轮箱箱体表面合理布置测点,依据测点振动位移响应,分析箱体振动特点,并依据测点振动加速度响应规律,分析影响箱体振动的主要因素。     

某柴油机油底壳振动分析与优化研究

针对某柴油机油底壳振动过大的问题,通过仿真分析与试验测试相结合的强迫振动分析方法,以降低油底壳在工作过程中的振动加速度值。首先进行了整机模态测试、整机有限元模态计算及上述两者的标定,分析后得到了可靠的油底壳仿真模型;其次在柴油机最大扭矩工况下对油底壳进行了有限元强迫振动分析,并完成了振动加速度仿真结果与测试结果的标定分析;最后由仿真结果得到了油底壳底部振动加速度较大的位置,并对其进行了针对性优化分析。研究结果表明:在控制成本的前提下,通过增加油底壳边缘的厚度和某位置的加筋,提高了油底壳的结构刚度,使优化后的油底壳后端最大Y向振动加速度从85.0 m/s~2减少到75.3 m/s~2,降幅达到12.8%,有效地降低了柴油机工作时油底壳的振动。     

活塞式压缩机振动测试研究

为了降低压缩机整机的振动烈度和加速度值,找到一种最佳的减振器。针对某型压缩机,在试验现场,进行了振动和噪声测试。分别选取BE-85,BE-160,BE-300等3种型号的橡胶减振器进行测试,测点取在了联接螺栓正上方。通过观察和比较压缩机振动指标,换上减振器后,4个测点振动加速度均被放大。经过FFT分析,发现振动能量主要集中在低频段。10~315Hz,315~1000Hz,10~8000 Hz 3个频段加速度级,满足要求,但振动烈度偏高。所得试验数据和分析结果对压缩机的动态设计、改造具有指导意义。     

基于频域方法的轨道随机振动特性及试验验证分析

基于系统工程思想,运用频域分析方法,对轨道结构随机振动特性进行仿真计算与分析,并结合铁路现场测试结果对理论计算结果进行试验验证。结果表明：钢轨振动能量主要集中在1 300 Hz附近,而中、低频率的振动主要体现为轨枕与道床的振动;在整个分析频域范围之内,仿真计算得到的轨道结构振动加速度功率谱密度与试验测试结果吻合较好,且轨道结构振动加速度平均值的计算与试验结果差异不大。     

捣固装煤车侧壁结构振动响应分析与试验

利用ANSYS有限元软件,对5.5m捣固装煤车的侧壁结构进行了模态分析,给出了模态频率与振型特征;介绍了捣固作业中捣固装煤车侧壁结构振动响应现场试验的测点布置方案,对典型测点的试验数据进行了详细分析;对有限元模型施加现场测试获得的侧壁面板上时域载荷的响应分析结果与现场测试的数据进行比较分析,检验有限元模型的准确性,为捣固装煤车侧壁结构振动特性的设计提供了参考.     

基于轨道振动理论的梯形轨枕轨道钢轨波磨研究*

研究半径为350 m梯形轨枕曲线轨道上波磨的成因。借助于现场观察和测量,获得波磨的特征参数。调查区段车辆运行速度在35 km/h左右,该波磨的主波长为60~100 mm,其通过频率为110~180 Hz;次波长为30 mm,其通过频率为324 Hz。结合轨道结构振动理论对波磨成因进行预测分析。根据结构特征建立梯形轨枕轨道三维有限元实体模型,利用此模型分析轨道结构的固有特性与波磨通过频率的内在联系,对波磨的成因做出初步解释,利用该模型计算分析白噪声激励下轨道结构的频响特性,进一步揭示波磨形成的机理。将理论计算结果与现场测试数据比较,两者相吻合。研究表明,车辆通过梯形轨枕轨道时,容易引起钢轨相对于轨枕的垂横向弯曲振动,从而加剧轮轨粘滑振动,加速了该轨道曲线段波磨的形成和发展。     

TBM刀盘驱动系统分层次建模及动力学特性研究

提出一种适用于全断面岩石掘进机(Tunnel boring machines,TBM)刀盘驱动系统的分层次建模方法,考虑系统变频电机运行特性、齿轮时变啮合刚度和啮合误差等非线性因素,基于动力学相似理论建立刀盘驱动系统整机动力学模型。研究了刀盘驱动系统在电动机启动、稳态载荷与冲击载荷等工况下的动力学响应,分析结果表明各构件的振动频率主要集中在各级啮合频率的倍频处;动态啮合力的最大幅值均发生在相应啮合频率的倍频处且动态啮合力的波动随着外部激励的增加而加剧。基于模型试验台,测试得到不同转速工况下刀盘驱动系统的振动响应,结果表明各级传动系统的啮合频率及倍频是系统振动的主要频率成分,验证了分层次建模方法的适用性,分析结果为刀盘驱动系统的动力学设计提供了理论依据。     

基于实验系统的电梯轿厢水平振动研究

针对导轨不平顺作用下曳引电梯轿厢的水平方向振动问题,对导轨在不同激振频率下电梯轿厢的动态特性进行了研究。设计了一套滚动导靴-导轨接触式电梯实验系统,该系统主要包含:电梯轿厢模型、滚动导靴装置以及激励系统;根据电梯系统零件繁多,轿厢、轿架结构件非标准化的情况,以及电梯固有频率经验值、相似性原理,建立了水平电梯振动分析实验平台,保证了实验系统与理论分析的契合性;将Lab VIEW数据采集技术应用到导轨的受迫振动实验中,利用DH1301型激振器给予其中一侧导轨两种不同频率的正弦激励,进行了测试,并收集了轿厢3个不同位置的水平振动加速度实验数据,并对其进行了频谱分析。研究结果表明:在不同的正弦激励频率下,激振频率越接近系统固有频率值,质心处水平振动加速度响应幅值越大。     

振动夹具结构的振动力学特性分析

根据结构的动力学原理和振动理论,对一种振动夹具进行动态特性分析。分析其固有频率,并使其固有频率远离激励信号的频率。利用三维立体建模软件对夹具进行三维建模,并运用有限元分析软件对其进行动力学特性分析。通过分析结果表明这种振动夹具的第一阶固有频率低于激励信号的频率。对振动夹具的结构进行优化设计,提高其第一阶固有频率,最终得到一种固有频率远离激励信号频率的振动夹具结构。     

下沉式地铁车辆段列检库车致振动实测与分析

为研究列车运行引起下沉式地铁车辆段振动特性,以目前国内最大的某下沉式地铁车辆段为研究对象,基于现场实测数据分析下沉式地铁车辆段内列检库振源特性和振动传播规律.分析结果表明:列车在列检库运行速度约为9～14 km/h情况下,其钢轨振动加速度峰值地下负1层约为12.7 m/s2,地下负2层约为2.7 m/s2;支撑立柱振动...     

Dynamic Characteristics Analysis with Multi-Directional Coupling in a TBM Mainframe

The cutterhead of a full-face rock tunnel boring machine(TBM) is constantly subjected to varying impact and dynamic loads during tunneling processes, resulting in relatively large vibrations that could easily lead to fatigue cracking of the entire machine and a ect the tunneling performance and efficiency. To explore the dynamic characteristics of the TBM mainframe, a TBM from a water-diversion project is investigated in this research. According to the TBM vibration transmission route, an equivalent dynamic model of the TBM mainframe is established using the lumped-mass method in which the relevant dynamic parameters are solved. Additionally, the dynamic response characteristics of the TBM mainframe are analyzed. The results indicate that the vibration levels in three directions are approximately the same, the multi-directional vibration of the cutterhead is more intense than that of other components, and the vibration and external excitation exhibit identical change trends. A set of vibration field tests is performed to analyze the in situ dynamic responses of the mainframe and verify the correctness of the dynamic model. The theoretical and measured acceleration values of the TBM mainframe have the same magnitude, which proves the validity of the dynamic model and its solution. The aforementioned results provide an important theoretical value and practical significance for the design and assessment of the TBM mainframe.     

基于虚拟仪器的主轴振动检测系统开发

机械设备加工过程中主轴产生的振动对产品的精度以及刀具的磨损和寿命等都有较大的影响,针对机床主轴在加工过程中的振动,利用数据采集卡、加速度传感器搭建了测量平台,利用labVIEW软件设计了振动测量系统,该系统通过频谱分析、低通滤波、加窗等过程,能够在线测量主轴在不同转速下的振动基本参数,实现机床主轴加工时运动情况在线测量。通过这些参数分析,可以间接为系统的定期维修和动态特性的研究提供依据。该测量系统开发成本和维护成本低,比使用传统仪器具有更好的经济性。     

基于一体化模型的往复式压缩机管线系统振动分析

传统的压缩机及管线系统振动分析与控制的方法是建立非完整模型开展局部减振技术研究,难以对系统整体振动能量分布进行描述。为此,本文基于Hamilton变分原理、微分方程的等效积分法,运用弹性力学理论,采取有限元的方法建立了系统的动力学一体化模型,并以此为基础进行了振动分析,对比发现分析计算结果与现场测试数据基本吻合,从而证明了所建立的一体化模型合理。以此一体化模型为基础进行振动控制方案设计,计算验证发现,采取控制方案的管系振动位移最大降幅达91.5%,最大振动位移在181~291μm之间,振动能量分布更趋均匀,从而证明了这种基于一体化模型的有限元分析方法是进行往复式压缩机管线系统振动控制的一种有效途径。     

基于Labview的自动扶梯机械振动数据采集系统的设计与实现

以Labview为开发平台,运用加速度传感器、数据采集卡,该文设计了自动扶梯振动信号的数据采集系统,实现了多通道自动扶梯振动数据的采集、数据分析、存储与回放的功能;并选取自动扶梯驱动主机、减速器、梯级等关键部位进行现场试验,实现了对自动扶梯关键部位振动数据的采集与加速度峰值、频谱特性、功率谱等振动特征量的分析。通过第三方机构的测试及现场试验结果表明,该系统工作性能稳定、测量结果准确、重复性良好。其具有人机交互界面简洁,操作便利、携带方便、可扩展性能良好的优点,既可在线监测,也可做离线分析,为下一步的自动扶梯的故障诊断及智能识别提供了研究基础。     

基于动力稳定性的全断面岩石隧道掘进机刀盘临界推进速度研究

推进速度是全断面岩石隧道掘进机(Tunnel boring machine,TBM)的重要设计参数。其值过小将降低机械的掘进效率;过大将引起刀盘的大幅振动,导致联接螺栓超常松动、引起主轴承塑性变形与断裂,严重影响施工安全。为确定推进速度的临界值,引入非线性弹簧单元模拟破岩过程中滚刀与岩石的相互作用,采用有限元法对刀盘掘进过程进行动态仿真,得到了在不同岩层中掘进时保证刀盘动力稳定性的推进速度临界值。所得结果可为合理设计TBM推进速度,有效控制刀盘振动,减少振动破坏,提升TBM的地质适应性和施工安全性提供参考。     

印刷机械传动系统动力学一般模型的建立及其数值仿真

振动是印刷机械中一个比较严重的问题。为了避免振动，通过动力学建模和工作过程仿真准确描述系统特征及动力学特性是非常必要的。本文针对一个典型的印刷机械传动系统，用一种新的方法模拟扭转振动，估算了系统固有频率及主振型，并对振动响应和动力学载荷因子进行了预测。预测结果与实验测试结果完全一致。     

Online Condition Monitoring of Gripper Cylinder in TBM Based on EMD Method

The gripper cylinder that provides braced force for Tunnel Boring Machine (TBM) might fail due to severe vibration when the TBM excavates in the tunnel. Early fault diagnosis of the gripper cylinder is important for the safety and efficiency of the whole tunneling project. In this paper, an online condition monitoring system based on the Empirical Mode Decomposition (EMD) method is established for fault diagnosis of the gripper cylinder while TBM is working. Firstly, the lumped mass parameter model of the gripper cylinder is established considering the influence of the variable stiffness at the rock interface, the equivalent stiffness of the oil, the seals, and the copper guide sleeve. The dynamic performance of the gripper cylinder is investigated to provide basis for its health condition evaluation. Then, the EMD method is applied to identify the characteristic frequencies of the gripper cylinder for fault diagnosis and a field test is used to verify the accuracy of the EMD method for detection of the characteristic frequencies. Furthermore, the contact stiffness at the interface between the barrel and the rod is calculated with Hertz theory and the relationship between the natural frequency and the stiffness varying with the health condition of the cylinder is simulated based on the dynamic model. The simulation shows that the characteristic frequencies decrease with the increasing clearance between the barrel and the rod, thus the defects could be indicated by monitoring the natural frequency. Finally, a health condition management system of the gripper cylinder based on the vibration signal and the EMD method is established, which could ensure the safety of TBM.     

基于虚拟仪器的振动测试分析系统

介绍利用虚拟仪器技术构建的振动测试分析系统，论述了对振动加速度信号进行实时采集、处理和分析的软硬件实现。     

振动测试技术在飞轮动平衡调整中的应用

飞轮产品在运转过程中存在微振动的主要因素是由动平衡量引起的,在飞轮转速范围内存在转子固有频率和不平衡激励频率相等的情况,即引发共振,利用振动测试技术,选择时域分析和频谱分析2种方法相结合,找到引发共振的频率,在其所对应的转速下进行动平衡调整,可以有效降低飞轮在工作转速范围内动平衡量值和振动量的变化量,提高动平衡的一致性。