试件脆性破坏致试验机振动机理的模型试验研究

为了研究试件脆性破坏引发大型结构试验机冲击振动的作用机理,对某多功能结构加载系统主机进行缩尺模型试验,重点分析试件脆性特征、试件承载力以及试验机刚度对试验机振动的影响规律.试验结果表明:试验机振动响应在下横梁处最为显著,试验机的振动响应随试件脆性特征的增加而增大,随试件承载力的增大而增大,随试验机刚度的增加而减小.     

基于附加刚度法的结构试验机减振试验研究

为了解决脆性试件试验产生的试验机与环境振动问题,对一种利用与试件并联的附加支撑改变受压试件系统整体刚度的试验机减振方法进行研究,完成不同支撑刚度的对比试验,研究表明附加刚度可以有效消除脆性试件破坏所引发的试验机振动,并且具有方便实施、经济实惠的优点.本文的研究工作可为开展脆性结构破坏试验和大型结构试验机的改造提供参考和借鉴.     

激光加工弹体材料50SiMnVB脆性带的对比

为了优选弹体材料脆性带加工方案,提高弹体材料有效破片率,并研究脆性带对弹体材料冲击性能的影响规律,采用激光相变的方法,在弹体材料50SiMnVB表面加工得到具有不同密度的脆性带.对脆性带进行冲击破碎试验,观察脆性带对断裂过程产生的影响,并对不同密度脆性带对试件断裂的影响进行对比分析.结果表明:脆性带对脆性材料50SiMnVB冲击性能影响显著;试件断裂位置的差异是由脆性带角度不同造成的;脆性带密度越大,冲击吸收功越小.     

全珊瑚混凝土的脆性评价

全珊瑚混凝土由珊瑚骨料、水泥、减水剂及海水按一定配合比制成。为了研究珊瑚混凝土脆性特征及其因素影响,利用MTS电液伺服试验机开展珊瑚混凝土系统压缩试验,获得不同尺寸、不同围压和不同加载速率下珊瑚混凝土全应力-应变曲线.基于Tarasov脆性指数定量评价了珊瑚混凝土的脆性特征及其影响因素.结果表明,珊瑚混凝土脆性普遍大于同一等级的普通混凝土,且强度等级越低两者差异越大;随着高径比、加载应变率或强度等级的提高,珊瑚混凝土的脆性指数逐渐降低,脆性增强,而围压的增大则使其趋于延性破坏.Tarasov脆性评价方法能够合理表征珊瑚混凝土脆性及其尺寸、围压和应变率效应.     

高强混凝土强度尺寸效应的试验研究

给出了几种高强混凝土和超高强混凝土强度尺寸效应的试验结果，在所测试的试件尺寸范围内，不同混凝土的抗弯强度、抗压强度和劈拉强度测试值都存在明显的尺寸效应，且尺寸效应规律有所不同，一般来说，混凝土的脆性越大，其尺寸效应越明显。     

内应力假说和脆性材料特性参数的尺寸效应(Ⅱ)

根据弹性力学、能量守恒定律以及内应力假说的基本原理,从材料的非均一性、多相性出发,建立了一组描述脆性材料强度指标和弹模指标尺寸效应的方程.利用本假说的理论公式与实验数据Weibull 理论作了对比,结果表明本假说的理论公式在描述材料强度尺寸效应时具有良好精度,可很容易地说明为什么尺寸效应在试件尺寸大到一定程度会消失.该假说认为内应力会受到试件边界面的释放, 称为内应力的边界效应,试件尺寸越大则边界面相对越小, 因而内应力场或者说内应力能会随试件尺寸加大而加大,边界效应在引起材料强度指标随试件尺寸加大而减小的同时, 还会引起材料初始切线弹模随试件尺寸加大而加大的弹模尺寸效应     

弹体材料不同偏移量脆性带的破碎过程模拟

为了优选弹体材料脆性带加工方案,增强弹丸杀伤威力,提高材料利用率,运用有限元软件ANSYS的显示动力学部分,分别对不含脆性带、含有对称分布以及有偏移量的十字形脆性带合金钢试件断裂过程进行了模拟.通过网格和应力波变化图以及冲击过程中锤头所受阻力加速度和能量转化的对比分析,结果表明:含脆性带的试件比不含脆性带的试件冲击时更易断裂;含脆性带试件断裂先产生应力的位置是脆性带附近,断裂沿脆性带发生;将对称分布和有偏移量的脆性带试件断裂过程对比,能量转化值与锤头所受阻力加速度值相近,说明脆性带的偏移量对试件断裂影响不显著.     

内应力假说和脆性材料特性参数的尺寸效应(Ⅲ)

内应力假说建立了一组描述脆性材料强度指标和弹模指标尺寸效应的方程 ;该假说认为内应力场或者说内应力能会随试件尺寸加大而加大 ,在引起材料强度指标随试件尺寸加大而减小的同时 ,还会引起材料初始切线弹模随试件尺寸加大而加大的弹模尺寸效应 .文中利用尺寸效应的方程对 3组不同尺寸的混凝土试件强度和弹模试验数据以及多组不同冰晶粒径的多晶冰试件强度和弹模试验数据进行了计算 ,结果表明理论公式在描述材料强度尺寸效应 (或粒径效应 )和弹模指标尺寸效应时具有良好的精度 ,证明了内应力理论是正确的 .对内应力理论在解释脆性材料破坏形态、尺寸效应等多种力学特性方面的应用进行了总结 .     

钢纤维体积率对C30混凝土立方体抗压强度尺寸效应的影响

混凝土作为一种准脆性材料,其抗压强度存在尺寸效应现象.为了研究钢纤维体积率对混凝土强度尺寸效应的影响规律,对钢纤维体积率分别为0.00%,0.75%,1.50%,试件边长分别为100,150,200 mm的27组共计81块钢纤维混凝土立方体试件进行了立方体抗压强度试验.在Bazant混凝土尺寸效应律的基础上,提出了C30钢纤维混凝土尺寸效应计算公式,明确了钢纤维体积率对尺寸效应的影响,并根据钢纤维混凝土立方体抗压强度试验的结果进行验证.结果表明:钢纤维混凝土立方体抗压强度的尺寸效应会随着钢纤维体积率的增大而变得更加明显,本文建立的钢纤维混凝土尺寸效应计算公式能够较好地分析和预测在不同钢纤维体积率以及不同试件尺寸下的钢纤维混凝土立方体的抗压强度.     

楼板尺寸对振动舒适度影响研究

主要研究楼板尺寸大小对大跨度楼板振动舒适度影响。研究单跨楼板在长宽比和厚度这两个因素影响下振动舒适度变化。分别建立单跨楼板的理论模型和有限元模型,改变楼板尺寸参数,进行模态分析得到自振频率。在自振频率的基础上施加行人荷载,并引入计权加速度arw用于评价不同尺寸的楼板响应。发现在行人荷载作用下楼板长宽比为1时楼板计权加速度响应最大;楼板平面面积越大产生的计权加速度越大;楼板厚度越大产生的计权加速度越大。最后拟合楼板边长与厚度的关系,得到基于结构设计规范的楼板边长和厚度的关系式。     

钢轨底部动力吸振器对钢轨振动与噪声的影响

为分析钢轨底部动力吸振器对钢轨振动特性和声辐射特性的影响,建立钢轨振动-声辐射模型.首先,根据铁路板式轨道实际拓扑结构建立三维实体有限元模型,采用直接法求解钢轨结构的特征值问题;其次,计算分析了钢轨在垂向单位力激励下的导纳特性与振动衰减率;再次,利用轮轨滚动噪声预测模型计算分析了动力吸振器对钢轨声辐射功率的影响;最后,...     

超声振动钻孔半波长振动系统的设计

为了避免碳纤维复合材料传统钻孔出入口易劈裂、内部易分层、掉渣、刀具易磨损,同时满足像卫星主体等碳纤维复合材料大型构件多孔位、多角度钻孔的要求,研制了一种便携式超声旋转钻,基于一维振动理论,设计了体积小（长130mm)、重量轻（1.6kg)、转动惯量小的半波长振动系统,由于在加工中依据不同的要求经常更换不同直径、不同长度、不同材质的工具将引起振动系统的谐振频率飘移,针对设计的半波长振动系统,基于阻抗匹配原则,给出了振动系统与工具之间进行阻抗匹配的方法,建立了更换工具的简易计算式;保证了更换工具后,振动系统处于最佳的工作状态。     

柔性基础内燃机被动隔振系统的建模与仿真

以多体动力学为基础,结合有限元技术和实体建模技术,建立柔性基础内燃机被动隔振系统刚/柔混合仿真模型。并对支承在柔性平板结构上的某四缸柴油机隔振系统进行动力学仿真计算,静平衡及激振力仿真结果均与理论计算十分吻合。通过改变柔性平板支承刚度来改变柔性基础的边界条件,进一步获得不同刚度条件柔性基础上内燃机隔振系统的隔振特性。通过比较柔性基础上隔振器支承力和刚性基础上隔振器支承力的变化,结果表明：柔性基础对隔振器支承力有重要影响,受柔性基础弹性影响的系统自振有可能成为影响支承力变化的主要因素。     

电火花线切割机刚度探讨

为了保持国产火电花线切割机床效率高的优点,并使企业在投资少的情况下就能较明显地提高加工精度,作者首先通过机床结构分析和激振实验,找出了影响该类床加工精度低的主要原因－结构不合理,动刚度低,在此基础上,提出几种可行的改进措施,文中通过T8钢的加工试验,证明了改进措施的有效性。     

基于振动中心固定的静偶分离摆架研究

传统双面立式平衡机由于摆架结构关系,振动中心不固定,往往导致实际测量误差较大,静偶分离效果不佳。通过对传统双面立式平衡机振动模型的理论推导,建立了传统双面立式平衡机振动中心的位置公式,计算出簧板绕振动中心的扭转刚度。依据振动中心和扭转刚度的相关参数变化趋势图,分析出传统平衡机测量误差来源。以误差来源提出一种能够保持振动中心固定的静偶分离摆架结构,同样基于振动模型推导了振动中心位置公式,验证了振动中心的不变性;依据静偶分离摆架系统的扭转刚度公式,得到常量刚度值,实现了传感器的测量稳定。另一方面通过对不同结构参数下静偶分离摆架的模态分析,发现了摆架结构的独特分离性。即柔性铰链只传递摆动信号而平动簧板只传递平动信号,两者在功能上相互独立从根本上决定了摆架的静偶分离。同时模态分析结果与不同形状柔性铰链的静力分析结果为摆架结构的优化设计提供了参考依据。最后动平衡测量实验表明,静偶分离摆架有效的提高了对低速旋转载荷的静偶分离能力。     

基于遗传算法的车辆参数识别方法

为了识别桥梁交通振动试验中行走车辆的参数,提出基于遗传算法的参数识别方法.利用小波变换方法由车辆自由衰减振动响应获得车辆的模态参数,进一步联合应用遗传算法及复数特征值计算方法,由模态参数反算车辆的转动惯量性质、刚度以及阻尼系数等物理参数.通过3组模拟数据的计算分析,验证了遗传算法用于车辆参数识别的有效性.以实际车辆的振动试验实测结果为例,检验了遗传算法在车辆参数识别中的适用性.算例以及应用实例表明：应用遗传算法能精确识别出车辆的物理参数.     

变双曲圆弧齿线圆柱齿轮非线性振动特性分析

为得到变双曲圆弧齿线圆柱齿轮（CHATT）工作时的振动规律,以便设计出运行平稳可靠、传动高效的齿轮,对其非线性振动特性展开研究。通过齿轮副承载接触分析,计算啮合线上轮齿的时变啮合刚度和轴向误差激励,并依据啮合冲击计算模型得到啮入冲击激励。基于集中参数理论建立CHATT的12自由度的弯扭轴多因素耦合振动模型,再依据牛顿第二定律建立包含上述三种内部激励的振动微分方程组。采用变步长四阶Runge-Kutta法对量纲一化后的方程组求解,对比主动轮和从动轮各自垂直、扭转和轴向上的振动特性数值解,结果表明：主动轮和从动轮的振动规律始终保持一致,竖直和扭转方向上作拟周期运动,轴向振动处于稳态响应的近混沌状态。进一步研究齿线半径、负载转矩和输入转速等三个参数变化对系统振动特性的影响规律,分析结果表明：轴向振动从多周期运动向近混沌运动演变,其振动的规律性更容易受到上述三个参数变化的影响。变双曲圆弧齿线圆柱齿轮振动模型的建立、求解和参数影响分析为后续的动态设计、预测不同参数下的振动响应趋势以及降噪提供一定的理论依据。     

锻锤隔振基础动力特性实例分析

为了解决锻锤工作时冲击振动对环境的危害,以带混凝土配重块的锻锤隔振基础为例,从工程应用角度出发,根据振动理论建立了两自由度锻锤隔振基础体系模型,运用线性加速度方法计算冲击振动作用下的基础振动响应.同时还针对力学模型中的质量、刚度和阻尼等动力参数进行优化分析,并运用有限元方法分析混凝土配重块的冲击应力分布状况.锻锤隔振基础优化后的动态参数为:质量比60～ 110,隔振频率2.5～4.0 Hz,阻尼比0.2～0.3.     

机床工作台上刀具工作点的轴向振动分析

在考虑轴承的支承作用、工作台与丝杠以及工作台与导轨的接触变形的情况下,全面分析了预拉伸丝杠的横向振动、纵向振动和扭转振动以及工作台的振动,利用拉格朗日方程建立了滚珠丝杠传动系统的动力学方程,用振型叠加原理和隆格-库塔法进行求解,按正交试验计算分析了系统参效对工作台上刀具工作点轴向振动的影响,优化组合了系统参数,为滚珠丝杠传动系统参数的选择以及装配调整提供了理论依据,为提高机床轴向定位精度奠定了基础。     

轴承刚度对船舶轴系振动特性的影响研究

针对某船舶轴系进行了三维几何建模,对不同位置、不同刚度的轴承条件下的轴系周有振动特性进行了分析,得到了不同位置不同刚度的轴承对船舶轴系固有振动特性的影响。计算结果表明,不同位置轴承刚度的变化对船舶轴系固有振动特性的影响有很大的不同。在所有的轴承中,船舶前后艉架轴承和船舶艉管轴承对船舶轴系的振动特性影响最大,同时这些轴承工作条件恶劣,在船舶正常运行过程中刚度要发生很大的变化,因此在船舶运行过程中必须时刻注意这些轴承的性能变化。其它位置处的径向轴承由于刚度相对较大,而且刚度不易发生变化,因此对船舶轴系的振动特性影响较小。而推力轴承刚度的变化影响只影响轴系的高频振动,对船舶轴系最关注的低频振动来说,影响可以不计。