转动动力吸振器抑制梁结构横向弯曲振动的研究

研究了转动动力吸振器用于抑制梁结构横向弯曲振动的特性.基于谱单元法,建立了安装有转动动力吸振器的梁结构的动力学方程.然后分析了吸振器安装位置和转动惯量参数对减振特性的影响.分析结果表明,转动动力吸振器对梁结构的弯曲振动有良好的抑制效果.转动吸振器安装在梁的最大模态转角位移点上,能够获得最宽减振频带和最大的能量吸收效果.增加转动动力吸振器的转动惯量能够明显提升减振效果.最后,对吸振器的减振效果进行了实验验证.实验结果还表明,利用转动动力吸振器抑制梁结构的弯曲振动,具有提高减振效果而不增加额外附加质量的优势.     

一款动力吸振器的匹配设计与试验

实际工程中,不少机器的动力装置都具有额定的转速,这类机器激发的振动频率单一,在激发频率引发的共振区内,采用动力吸振器减振,能够取得较好的减振效果。详细介绍了阻尼动力吸振器参数的设计匹配,结合仿真预测减振效果,最后通过试验验证设计的合理性。     

变质量颗粒阻尼吸振器及其宽频减振性能

为了拓宽传统定参数颗粒阻尼吸振器的有效减振频带,设计了一种变质量颗粒阻尼吸振器。对变质量颗粒阻尼吸振器的动力学特性进行了仿真及实验研究,并利用数据拟合的方法建立了颗粒容器内水量与最佳减振频率的变化关系。研究结果表明：变质量颗粒阻尼吸振器可以通过改变颗粒容器内的液体量调节其最佳减振频率,拓宽了吸振器有效减振频带。     

多重动力吸振器控制单跨转子振动实验研究

针对大型旋转机械中存在的转子振动问题,对转子的过临界振动和常见故障进行了减振研究,特别是利用动力吸振器对转子系统减振原理和减振效果进行了研究。设计了多重半主动动力吸振器,并搭建了单跨实验台,利用仿真软件验证了实验台参数的合理性;设计了具有四重固有频率的四重动力吸振器,进行了转子系统临界振动控制实验和通过开关控制抑制转子的一阶临界振动实验;进行了多重动力吸振器和双重动力吸振器的对比实验。研究结果表明:开关控制的动力吸振器能将转子全程的振动控制在一个较小的范围内,解决了新的共振峰问题,并能有效拓宽有限减振频带;四重动力吸振器的减振效果比双重动力吸振器高出4%以上,同时在其整个工作频带中都可以对转子振动进行有效控制。     

基于并联机构的三维动力吸振器各向同性设计及减振特性研究

针对动力机械设备的多维线谱耦合振动控制问题,提出一种基于并联机构的三维动力吸振器,它具有模块化、附加质量小等优点。构造出采用一组关节坐标刻画的动力学方程,在此基础上推导出该新型动力吸振器的模态解析解,得到动力学各向同性条件,并据此设计出一款可抑制50 Hz线谱振动的动力吸振器。探讨了该动力吸振器在动力机械设备多维线谱耦合振动控制中的有效性及优势。分析结果表明：不同于单向动力吸振器仅能抑制其自由度方向的线谱振动,新型三维动力吸振器在三个垂直方向上对50 Hz附近线谱振动的最大减振效果均高于7 dB。     

基于动力吸振原理的随机振动减振优化

针对随机振动下某器件加速度响应过大的情况,设计了2 款无阻尼梁式动力吸振器。以器件上最大加速度响应有效值最小化为减振设计目标,以吸振器安装位置、尺寸等参数为设计变量,对吸振器进行优化设计,比较了不同材料、不同形式吸振器的减振效果。研究结果表明,梁式吸振器结构简单,质量比小,在不改变印制板布局的前提下,能显著减小器件的加速度有效值。     

二重动力吸振的车床镗削系统减振装置的设计

针对内蒙古某特大型机加企业结构件中大长径比镗杆的刚性差,达不到图纸加工精度要求,设计了二重动力吸振镗削系统,建立了二重动力吸振的动力学模型,基于优化准则分析了吸振器质量比对最优频率比和最佳阻尼比以及对减振性能的影响。进行了普通数控车床改造,设计了二重动力吸振的镗削减振结构,通过最优减振参数的确定,设计加工出镗削减振装置。通过ADAMS仿真实验验证其减振效果,结果表明,安装有二重动力吸振器减振装置的减振效果明显,是未安装吸振器的4倍以上。切削实验表明镗削吸振装置能显著提高零件加工表面质量。     

连续梁的动力吸振器参数研究

通过分析连续系统在简谐激励下无阻尼动力吸振器吸振的特点,以梁为研究对象,建立了以梁的最大动能为减振目标函数的理论公式,通过对目标函数中较为敏感的参数分析,详细阐述了无阻尼吸振器的位置参数、刚度参数和质量参数对减振目标函数的影响.该研究内容在动力吸振器参数优化及振动控制理论的研究中具有一定的应用价值.     

摆动式动力吸振器参数优化研究

为了提高空中缆车等设备的运行舒适性和安全性,降低摆振响应,设计了一种用于控制结构摆振的摆动式动力吸振器。通过建立吸振系统动力学模型,理论分析了吸振器的转动惯量、固有频率和阻尼参数对摆振结构振动响应的影响。利用定点理论,研究了吸振器的最优固有频率和最优阻尼。数值模拟了最优参数的精确性及吸振器的控制效果。研究表明此动力吸振器方案可以有效地减小摆振结构发生的强迫摆振响应。     

变质量-负刚度动力吸振器试验研究

针对传统动力吸振器“窄带”缺陷,设计了一种新型的变质量-负刚度动力吸振器,从而可以使吸振器具有较好的低频有效性。建立变质量-负刚度动力吸振器的动力学方程并分析了吸振器的工作原理;搭建了变质量-负刚度动力吸振器试验台,编制了PID控制程序;对吸振器减振性能进行了动力学仿真和试验研究。研究结果表明,所设计的吸振器连续可调,有效频带比传统吸振器频带宽了17.3%。     

基于新型材料的吸振器设计及电流控制方法

被动式吸振器(passive dynamic vibration absorber,简称PDVA)结构参数不可调,减振频带单一,不适用于宽频减振。为解决上述问题,首先,以磁流变弹性体(magnetorh-eological elastomer,简称MRE)为刚度元件,设计一种刚度可调的自适应吸振器(adaptive dynamic vibration absorber,简称ADVA);其次,对弹性体原料组成及磁流变效应进行介绍和分析;然后,对受控系统增加吸振器,引起系统新的共振问题提出了吸振器工作过程中的电流控制方法以消除新增的共振现象;最后,进行了仿真及实验研究。结果表明,本设计可将减振频带拓宽至11.37Hz,并且利用提出的电流控制方法可有效消除系统新增的共振峰。     

船舶推进轴系扭振模拟实验系统研究

根据船舶扭振的特点,采用模块化设计,开发船舶推进装置的扭振模拟实验平台;以齿盘和光电开关为传感器,NI的信号调理箱、数据采集卡等为主要器件实现扭振信号的采集;基于LabVIEW软件构建扭振监测系统。该系统实时监测推进轴系的振动情况,同时对振动信号做时域分析、频域分析和相位分析等。实验还模拟了激振力、负载等原因引起的扭振情况。实验结果表明,该方案实现了设计的目标,较好地满足了教学及科研需求。     

轧机主传动轴系扭振固有频率计算的有限元法

采用有限元法计算了直串式轴系和分支式轴系的扭振固有频率及其在冲击转矩作用下的转矩放大系数，与集中参数法的结果相比较，验证了用有限元法分析轴系扭振问题的可行性。最后使用有限元法计算了某钢厂冷轧机主传动轴系的扭振固有频率和转矩放大系数。     

非线性部件的轴系动稳态响应研究

对有局部非线性的船舶推进轴系振动稳态响应进行理论和试验研究。在考虑联轴器非线性刚度和阻尼的情况下 ,以GLM (Galerkin Levenberg Marquardt)法为基础 ,提出一种分离变换法并编制相应计算程序。用此方法及程序对一单圆盘轴系振动稳态响应进行计算并进行试验。结果表明 ,计算所获振动稳态响应时间历程与试验所获振动稳态响应时间历程吻合好。     

动力吸振技术在车内轰鸣声控制中的应用

通过分析引起某车内轰鸣声的激励源和贡献量最大的传递路径,利用实验模态技术测试分析出传动轴的弯曲模态频率,判断出该车内轰鸣声产生的原因是传动轴的强迫振动;利用动力吸振技术,进行了动力吸振器力学参数的优化设计,提出了抑制传动轴弯曲共振的工程方案.通过试验验证,该方法有效地降低了车内噪声.     

用于管道减振的新型动力吸振器

设计了一种适用于管路系统减振的弹簧片式动力吸振器。该吸振器在结构上采用螺栓与管路进行连接,采用弹簧片-质量块构成弹簧-质量系统对振动进行吸收,具有结构简单、调频和安装方便的优点。对动力吸振器进行了结构设计并进行了参数选择,建立管路有限元模型分析了安装减振器前后系统的谐响应,最后进行了实验验证。实验结果表明,动力吸振器将共振频率下的振动降低了90%以上,与相同质量大小的质量块的减振效果的比较表明,吸振器的减振效果明显优于质量块的减振效果。     

艉轴轴承有效接触长度对轴系振动的影响

船舶轴系运转时受到的不均匀动载荷将改变艉轴承的有效接触长度。为研究艉轴承有效接触长度变化对轴系振动的固有频率和艉轴承载荷的影响,在ANSYS中建立某船轴系的有限元模型,调整后艉轴承和前艉轴承的有效接触长度,分析不同有效接触长度下轴系振动和轴承负载的变化。结果表明:随着艉轴承的有效接触长度的降低,轴系振动的固有频率也随之降低,其中以后艉轴承对轴系低阶振动固有频率影响较为突出;随着艉轴承有效接触长度的降低,轴承接触区的负载显著增加。     

复杂压缩机组轴系扭转振动分析及判定研究

简单的压缩机轴系扭振频率一般根据比率系数就可对其进行判定;而对于复杂的压缩机轴系来说,其转子数较多,固有频率阶次较高,若仅用比率系数对轴系进行判定,这些轴系的结构就需要进行调整,工作量和难度都较大.此时若进一步分析判断这些频率的敏感性,若不敏感,就可以判定该轴系稳定,无需进行结构调整.本文通过实例说明该方法的分析过程,并指出该方法能很大程度地提高轴系分析的精确度,也可以避免许多轴系结构调整的繁重工作.     

Numerical and experimental analysis of coupled transverse and longitudinal vibration of a marine propulsion shaft

An appropriate assessment of the dynamic behavior of marine propulsion shaft in ships is essential to enable optional delivery of power to the propeller and to minimize unnecessary vibration. Various vibrations coupling with each other can significantly influence the dynamical behavior of the shaft and threaten the reliability of ships. This paper presents a finite element analysis model with multiple constraint conditions to analyze the coupled transverse and longitudinal vibrations of a marine propulsion shaft. Based on this model, in addition to the coupled natural frequencies of each direction, the maximum acceleration are also determined. Furthermore, the simulation of an idling and loading vibration analysis is discussed and validated against experimental results, over a range of rotational speeds. The output of numerical simulation is found to agree with the corresponding results from experimental tests. Finally, an accurate and applicative FEA model for coupled transverse-longitudinal vibration of shaft has been obtained.     

透平机械三转子四支撑轴系不平衡振动特性

针对汽轮机、压缩机等透平机械三转子四支撑轴系经常发生不平衡振动现象,研究轴系中各转子振型不平衡的响应特性。采用有限元法构建三转子四支撑轴系动力学有限元模型,分别在各跨转子上施加一阶、二阶弯曲振型不平衡,分析高低转速下轴系的涡动轨迹,以揭示各转子振型不平衡与轴系振动响应的关联。通过搭建的三转子四支撑轴系转子振动实验台,开展各跨转子不平衡激励下轴系振动响应测试,分析共振点和幅、相频特性,得出结论:这类轴系跨内加重振动响应由轴系模态振型和激励类型共同决定,兼具有转子外伸端振动特性。该结论可为消除这类三转子四支撑轴系不平衡故障提供参考。