基于声-固耦合算法的在轨补加飞行器贮箱湿模态分析

针对在轨加注服务中在轨补加飞行器结构设计技术,本文研究在轨补加飞行器发射升空时贮箱的湿模态振动问题,运用ANSYS软件中的Acoustic Extension分析模块,采用声-固耦合算法对贮箱箱体进行湿模态分析,得到6阶固有频率与相应的振型.通过与干模态分析结果进行对比,表明湿模态分析在在轨补加飞行器贮箱结构分析中的重要作用,从而为贮箱的结构优化提供依据.     

流场环境对柔性立管湿模态的影响

为了研究静水压力和瞬态流场载荷对三维柔性立管湿模态的影响,本文基于声-固耦合模型对考虑水介质、顶张力情况下的立管进行湿模态计算,并与理论计算结果以及实验数据对比,验证了该模型的准确性;采用不考虑流-固耦合的计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法和考虑流固双向耦合的计算流体力学/计算结构力学(computational fluid dynamics/computational structure dynamics,CFD/CSD)方法分别计算了立管的瞬态流场载荷,并与实验数据对比;将水深产生的静水压力和瞬态流场载荷分别加载到三维柔性立管表面进行静力学分析,计算其湿模态。计算结果表明:立管湿模态频率比干模态频率小很多,且随着顶张力增大而增大;静水压力和瞬态流场载荷都使得湿模态频率略微增加;静水压力和瞬态流场载荷对湿模态低阶振型影响较大,对高阶振型几乎没有影响。     

基于形貌优化的低噪声油底壳设计研究

为了降低发动机油底壳辐射噪声,提出了由形貌优化到降低噪声的解决方案.根据薄壁结构振动噪声的形貌优化以提高某阶模态频率为优化目标的特点,介绍了根据噪声分析结果和有限元流固耦合模态分析结果来确定优化目标的方法.并结合油底壳的振动噪声分析方法来预测原油底壳和优化后油底壳辐射噪声值.结果表明,优化后油底壳辐射噪声得到了大幅度降低.在形貌优化方法用于油底壳的低噪声设计中,减少了重复设计验证的次数,可以大幅度缩短产品设计周期.     

基于MEEMD的内燃机辐射噪声贡献

为了研究内燃机振动成分对噪声的贡献,提出一种改进的集总平均经验模态分解（MEEMD）方法.通过仿真试验,对比MEEMD与传统经验模态分解（EMD）和集总平均经验模态分解（EEMD）的结果.结果表明,MEEMD是一种更为优秀的自适应信号模态分解方法,不仅能够抑制模态混叠问题,而且能够解决模态分裂等问题.采用MEEMD方法对内燃机振动成分对辐射噪声的贡献进行研究,以一个4缸4冲程内燃机为例,对标定工况下的缸盖罩振动信号和缸盖罩近场噪声信号进行MEEMD分解,并对分解得到的本征模态函数（IMF）进行时频分析,研究对辐射噪声贡献大的振动成分的来源.研究结果表明,通过MEEMD方法能够得到对内燃机辐射噪声贡献大的振动成分,并且准确确定其来源.     

通过辐射模态研究封闭空间结构声辐射及其有源控制

通过辐射模态研究了封闭空间的结构声辐射及其有源控制问题.分析了辐射模态的数学和物理意义并揭示了辐射模态与声腔模态之间的内在耦合关系,并通过声辐射模态建立了弹性封闭空间结构声辐射有源控制模型.针对辐射模态在有源控制中的应用实现问题,给出了一种新的控制策略,即将辐射模态按对应辐射效率或耦合强度从大到小排列,使前k阶声辐射模态声势能最小化.采用压电陶瓷作动器作为控制力源进行了封闭空间结构声辐射有源控制数值计算与分析研究.结果表明,辐射模态与声腔模态的耦合具有严格的选择性,各阶辐射模态的形状和与相耦合的主导声模态在耦合面上的形状非常相似;在低频范围内,一般只需最小化前三阶辐射模态声势能,在更低频或声模态频率附近,只需最小化前一阶最有效辐射模态声势能,便能和总声势能最小化策略控制效果基本一样.     

预压力对超声波电机特性的影响研究

为了降低旋转行波型超声波电机（TWUSM）运行过程中产生的噪声，研究了预压力对TWUSM模态频率以及噪声特性的影响.利用D’Alembert原理和假设模态法，建立了受预压力作用下TWUSM定子的一维振动模型和频率方程，通过分析该模型和频率方程，研究了预压力对TWUSM模态频率的影响.利用Hamilton原理和应力-应变、应变-位移及电势-电场之间的关系，推导了TWUSM定子的有限元(FEM)模型，研究了预压力对TWUSM振动模态混叠以及噪声特性的影响.结果表明,TWUSM模态频率随预压力的增加而升高，增加预压力可以避免TWUSM出现模态混叠现象和抑制TWUSM噪声强度.     

车用永磁同步电机的结构振动分析

以某车用永磁同步电机为研究对象,使用HyperMesh软件建立其有限元模型并进行结构模态分析,使用Ansoft软件进行电磁径向力波仿真分析;将模态分析结果与径向力波仿真结果相比对,从磁固耦合角度对该驱动电机的振动噪声特性进行了分析.分析结果为车用电机的结构优化设计提供了依据.     

结构声辐射模态分析

从结构振动模态理论的角度论述了结构振动与声辐射之间的基本耦合关系，提出了结构声辐射模态的有关理论。推证了振动结构声幅射模态参数：声辐射模态频率，声辐射模态振型，模态辐射声功率以及模态声辐射系数的表达式；讨论了结构的物理声辐射量（辐射声压，辐射声功率和声辐射系数）与结构的声辐射模态参数之间的关系，指出结构的声辐射模态可用来表征结构本身的固有声辐射特性。并将该理论应用于柴油机缸体的声幅射模态特性计算。     

小型制氧机振动噪声研究及结构优化

为降低一家用小型制氧机的振动噪声,首先建立制氧机壳体结构的有限元模型,通过结构模态分析、声模态分析和声固耦合模态分析,得到其固有频率,同时计算了制氧机在无油压缩机工作情况下的结构动力谐响应．然后利用SYSNOISE软件,对制氧机壳体声固耦合模型的辐射噪声、ATV声传递向量进行计算,得出其单元贡献度．最后,应用噪声振动测试仪进行了试验测量,根据理论和试验结果,制定了制氧机整体降噪方案及结构优化,并通过实验验证了方案的可行性．     

PVDF声辐射模态传感器设计中的关键问题研究

利用分布式位移传感材料PVDF薄膜设计声辐射模态传感器,通过检测低阶辐射模态的幅度以获得结构近似的辐射声功率。基于声辐射模态理论和PVDF传感模型,推导了PVDF形状系数理论公式,对设计中的关键问题进行了研究,得出PVDF的形状系数和结构振动模态选取的通用准则,提出分频段设计法解决了形状系数和结构振动模态之间在选取上的矛盾,在此基础上对PVDF传感器进行了优化设计并给出了PVDF对的中心线取值的一般规律,利用声辐射模态的嵌套特性使得输出电荷的放大倍数与频率呈线性关系,并通过实例仿真验证了文中结论。     

柴油机油底壳自由模态分析

外来的刺激如果和零件本身的固有频率相同,就会产生共振,噪声增大.针对油底壳模态特性应用了有限元的分析方法,建立起了油底壳的有限元分析模型,对4100QB柴油机油底壳进行了自由模态实验,列出了实测结果,为柴油机下一步的动力响应分析、整机的动态特性分析和结构的优化设计奠定了理论基础,也为柴油机实际结构的改进提供了有效的途径.实践表明,对油底壳的某个地方增加加强筋或者采用增加壁厚进而提高结构刚度的方法,可有效地控制表面辐射噪声.另外,改变油底壳约束表面螺栓孔分布也可期望对结构刚度有所改善,在一定程度上也可降低噪声.     

基于逆向工程的摩托车油箱设计

简明阐述了逆向工程技术的基本概念及几个关键问题，介绍了基于逆向工程的产品设计开发过程。并以某款摩托车油箱的设计为实例，通过选用合适的硬件系统和软件系统，采用基于逆向工程的开发技术完成了设计，大大地缩短了产品的开发周期，获得了令人满意的设计结果。     

立式圆柱薄壳容器的振动特性研究

为降低原油储罐的振动效应,防止其结构的局部破坏,对立式圆柱薄壳容器的振动特性进行研究。通过ANSYS Workbench软件对薄壁储罐分别进行空罐、半罐和满罐3种状态的不同约束方式的模态分析。分析结果表明:储罐的各阶振型与固有频率的大小有关;振型的变化则与激励方向密切相关,不同方向的激励所导致的振型差异较大;在满罐状态下的固有频率值最小,在低频的激励载荷下容易发生振动,但危害较小;摆振是造成罐顶破坏的重要原因,可通过在顶端增加约束的方法来削弱摆振以提高结构的稳定性。     

汽车燃油箱振动开裂原因分析及改进

在某乘用车燃油箱振动耐久性试验中,箱体内燃油晃动使箱体和隔板受到冲击而出现早期裂纹,从而使车辆的使用寿命缩短,严重时会造成安全事故的发生。为了找出燃油箱振动开裂原因,利用有限元方法对燃油箱进行模态分析,通过扫频试验验证分析结果。提出改进方案,并对改进后的燃油箱进行疲劳寿命分析。     

应用瑞利-里滋法分析储箱内液体晃动模态

将瑞利-里滋法进一步拓展到储箱内液体晃动的模态分析中,结合瑞利商给出储箱内带自由液面液体晃动基频的计算方程,使得瑞利-里滋计算模态的方法得到进一步的扩展,同时对液体晃动基频计算提出更为有效的计算方法.此外,应用有限元程序ADINA,对圆柱形储箱内带自由液面的晃动频率和模态进行数值模拟.研究了液面半径和深度对液体晃动固有频率和模态的影响.模拟得出的结论与瑞利商和里滋法的计算结论基本相符,从而验证了所提出的瑞利-里滋法解析解的有效性.所给出的解析方法适合任意储箱内液体晃动的模态分析.     

基于改进EMD和小波阈值法的风机数据降噪研究

风机轴承振动信号中混杂着噪声,会对后期的故障诊断造成困难。提出了一种改进经验模态分解(EMD)与小波阈值降噪相结合的风机数据降噪方法。首先,采用EMD对原始振动信号进行分解得到信号的固有模态函数,考虑到各个分量中都含有噪声和信号从而出现模态混叠现象,故采用相关系数法筛选出信号分量和噪声分量对EMD进行改进。然后,采用小波阈值法对噪声分量进行降噪,并将信号分量与处理后的噪声分量进行重构,最终完成信号降噪。最后,选取某风机轴承振动数据作为实验数据,有效地去除了原始信号中的噪声,并得出轴承内圈故障的结论,与实际结果一致,验证了所提方法的有效性。     

基于有限元法的挤压铝型材结构振动分析

通过有限元软件, 在特定的条件下对中空挤压铝型材系统结构进行了仿真计算, 探究其减振降噪特性。基于CAD/CAE软件平台, 通过有限元软件ANSYS对车体截面进行建模。忽略部分影响因素, 利用有限元的方法, 对铝型材车体结构进行了分析研究, 计算出不同型材结构的固有频率并得到模态振型图, 从而对不同型材结构的减振降噪特性进行了分析。     

大型变压器油箱真空强度的监测

采用应变测量技术对OSFPS21—360000/500型变压器油箱进行了真空强度监测。监测结果说明油箱设计不合理,并提出了对油箱进行补强的措施。     

塑料油箱旋转实验机控制系统的设计

塑料燃油箱试验机是对汽车油箱质量进行检测的重要设备,主要是对旋转过程中是否漏油进行检测,它直接反应油箱质量的好坏。基于通过实验机控制系统的设计建立一个通过三菱PLC控制油箱的旋转,并用型号为TPC7062KD昆仑通态触摸屏对PLC进行点动控制。PLC和触摸屏之间的通信采用了modbusRTU的通信协议。本文主要的几个模块有:试验台功能、结构、测控系统的介绍以及上位机软件设计和试验界面成果。     

160 000 m3大型LNG储罐的振动特性分析

为了解160 000 m³大型液化天然气(LNG)全容式储罐的自振振动特性,采用ANSYS软件建立了储罐结构的精细化有限元模型,利用直接耦合法对液体单元和罐体结构进行流固耦合约束,采用缩减法进行储罐振动特性分析,获得了空罐、正常工作时满液位以及满液位泄露、半液位泄露四种工况下钢制内罐与预应力混凝土外罐的振动特点和振动周期;分析了液体与罐体相互作用时,液体对罐体结构振动特性的影响及其规律,以及预应力、罐内气压和底板约束数量对外罐结构振动特性的影响规律．