多激励下新型纵轴式掘进机的纵向振动特性预测

针对目前掘进机截割时因产生大量振动而导致零部件受损及稳定性降低的问题,基于纵向截割工况,对新型纵轴式掘进机的振动特性进行分析和预测。首先,对掘进机截割头的受力进行分析,并运用Bekker沉陷理论对履带受力进行分析。然后,将履带与底板之间的接触力和截割载荷作为外部激励,采用拉格朗日方程建立掘进机的纵向非线性动力学模型。接着,基于Runge-Kutta变步长算法,利用MATLAB软件对掘进机动力学模型进行求解,并将求解结果与实验结果进行比较,验证了动力学模型的正确性。最后,利用所构建的动力学模型对不同支稳机构刚度下掘进机关键部位的振动位移进行预测。结果表明：在多个外部激励的复合影响下,掘进机整机的振动处于混沌状态,其横滚振动位移很小,俯仰振动占主导地位;随着支稳机构刚度的递增,掘进机关键部位的振动位移呈显著减小趋势,当支稳机构的刚度增大至初始刚度的3倍时,掘进机机身的振动位移减小了29%,截割臂振动位移减小了22%,截割头振动位移减小了20%。研究结果证明增大支稳机构刚度可有效减小掘进机的振动响应,这可为掘进机的稳定性提升和结构优化提供理论依据。     

RV减速器振动特性分析

为了研究RV减速器的振动特性,建立了RV-20E型RV减速器的刚柔耦合动力学虚拟样机模型,利用灰色关联度分析了样机的准确性。之后通过模态分析,分析了RV减速器的整机模态频率、振型等。进一步使用有限元方法对RV减速器进行了瞬态动力学分析,得到了不同工况下的仿真信号,并与试验测得的不同转速、负载下RV减速器的加速度振动信号进行对比,仿真分析结果与试验结果吻合度较高。分析结果表明负载对RV减速器振动的影响较小,而转速对于RV减速器的振动有明显影响。     

端部激励下空间倾斜拉索非线性振动特性研究

为探讨空间倾斜拉索承受塔锚固端或梁锚固端谐波位移激励下的非线性振动特性,基于牛顿运动定律及拉索索力的状态变化,综合考虑拉索振动松弛与非松弛特性,推导了斜拉索承受端部任意方向位移激励下的三维空间非线性振动方程,并采用Runge-Kutta分段时程积分法求解该方程。研究表明：在三维空间坐标系下,拉索振动呈现面、内外耦合振动特性,且耦合振动幅值与拉索面、内外固有频率及激励频率大小有关;在面内位移激励下,增大激励幅值,拉索振动呈现面外自激振动特性;增大拉索初始垂度及激励幅值,拉索振动呈现松弛与非松弛状态交替变化过程。     

基于刚柔耦合仿真的集装箱车体振动疲劳分析

为了分析结构振动对疲劳寿命的影响程度,提出了一种基于刚柔耦合仿真的振动疲劳分析方法。利用柔性体接口处理技术对策（ITTS）,建立刚柔耦合系统模型,其中,柔性体在动约束作用下能够形成具有相关模态振动特征的弹性振动。应用基于子结构模态综合法（CMS）的动应力恢复方式,进行危险点动应力与模态振动的相关性分析和动应力变化的幅频统计对比,以确定疲劳性质及振动影响程度。结合集装箱平车垂向加速度偏大问题,利用两种柔性车体模型：模态质量和附着质量车体模型,确定了车体在斜楔摩擦粘-滑振动作用下形成了具有2阶垂向弯曲模态振动特征的弹性振动。根据危险点动应力的模态相关性分析和幅频统计对比,集装箱地脚的垂向纵向约束力是造成大幅值循环应力出现的主要原因之一,而结构振动对疲劳寿命的影响程度约为（20-25）%。     

多齿轮耦合复杂转子系统的振动特性分析

本文探讨了多对齿轮耦合对齿轮转子系统动力学特性的影响程度,以压缩机转子系统为例,对整个耦合系统进行了安全校核。首先,基于有限元法,建立了通用的弯—扭—轴—摆斜齿轮耦合动力学分析模型,此模型中考虑了啮合刚度、方位角、啮合角、螺旋角以及主动轴转动方向对齿轮啮合刚度矩阵的影响;接着,对系统进行了固有特性分析,得到了系统的临界转速和安全裕度表;然后,基于模态叠加法,对系统进行了不平衡响应分析,对比了考虑齿轮啮合前后系统各位置处的不平衡响应变化曲线。研究结果表明,对于多对齿轮啮合的系统,齿轮间的耦合使系统之间的振动强烈,必须考虑齿轮耦合的影响,并且要结合固有特性以及瞬态响应分析来判断临界转速和振动峰值的大小。     

薄煤层采煤机振动特性研究

为研究复杂煤层赋存条件下薄煤层采煤机的振动特性,根据多体拓扑结构建立采煤机刚柔耦合模型,通过仿真得到采煤机在截割含夹矸韧性煤工况下前后滚筒受到冲击载荷作用时的动态特性。基于子结构模态综合方式(CMS)的振动疲劳分析方法,进行危险点动应力与模态振动的相关性分析,发现牵引部壳体在实际工作过程中产生具有3阶垂向弯曲模态特征的弹性振动;以不同测试点加速度频域响应为依据,分析采煤机振动对其电控系统以及液压系统的影响,判断测试点加速度与模态振动的相关性,同时确定出牵引部柔性壳体的高动应力区域及其结构疲劳性质。分析结果为薄煤层采煤机的优化设计、后续测试、安全性评价提供了重要的参考。     

曲轴三维耦合振动特性与非线性参数的影响研究

针对高功率密度柴油机曲轴扭转、弯曲和轴向振动加剧的现象,综合考虑曲轴与轴承座的弹性变形、流体动力润滑的影响,建立12V150柴油机曲轴振动计算模型,分析曲轴主轴颈的动态响应及其耦合关系,并设计正交试验研究飞轮转动惯量、主轴承半径间隙、平衡率、主轴承宽度和供油压力对三维振动的影响次序,提出改进方案。结果表明:曲轴三维振动之间存在较强的耦合作用,各主轴颈之间也存在明显的相关关系;飞轮转动惯量和主轴承半径间隙对各个方向的振动均占有较大权重,主轴承宽度、平衡率有不同程度的影响,供油压力的影响较小。该结果对柴油机强化过程中曲轴各轴段可能发生的三维耦合振动现象的预测和整体的减振设计有实际意义。     

漂浮式潮流能发电装置振动与波浪响应试验研究

为了研究基于竖轴水轮机的漂浮式潮流能发电装置的振动与波浪响应,设计试验模型和装置,进行水轮机转与不转的静水拖航试验和波浪试验,测量系泊链拉力和模型的纵摇响应。试验发现,系泊系统具有高频振动现象,V等于0.7m/s、0.9m/s,水轮机不转时,以及V等于0.9m/s,水轮机转动时,系泊系统具有明显的慢摇现象,水轮机转动还带来了系泊链的低频拉力响应。水轮机转动使系泊系统的纵摇周期增大,载体模型的共振波长增加。与水轮机不转时相比,水轮机转动使低波长-载体模型长度比下模型的纵摇运动响应减小,对高波长-载体模型长度比下模型的纵摇运动影响较小。试验研究可为基于竖轴水轮机的漂浮式潮流能发电装置的理论研究与工程应用提供参考和借鉴。     

螺栓连接非线性振动特性研究

摘要：在不同的外界激励下,螺栓连接常常表现出一定的非线性。为研究螺栓连接的非线性特性,设计了一个螺栓连接系统,并对其进行不同基础激励下的正弦扫频实验。通过实验数据的分析得到了螺栓连接的共振频率和相对阻尼系数,发现其随着激励量级的不同呈现出较明显的非线性特性。在理论模型研究中,将系统简化为非线性弹簧、非线性阻尼器、质量块的单自由度模型,并利用实验数据对非线性方程中的系数进行了识别。利用此非线性模型,求出系统的主共振频率和相对阻尼系数,它们与实验结果相比差别较小,说明文中所给的非线性方程能较好描述螺栓连接的振动特性。     

恒压式径向柱塞泵定子的振动特性分析

摘 要： 恒压式径向柱塞泵的工作状态可分为为恒流状态和恒压状态,而定子在这两个工作状态下表现出不同的振动频率特性。首先建立了径向柱塞泵定子的动力学模型,然后对其在两个状态下的位移振动频率特性进行分析,并设计振动测试装置对JB32H型径向柱塞泵定子的进行振动试验研究。分析及试验结果表明：无论在恒流状态还是在恒压状态,定子振动具有周期性;由于恒压控制系统的作用,恒压状态下的位移振动频带要比恒流状态下的位移振动频带窄;在恒压状态的频带范围内,恒流状态下的幅值要小于恒压状态下的幅值。研究的结果有助于柱塞泵的振动噪声控制。     

一种多层圆管纵向导波频散特性分析方法研究

针对导波频散特性对圆管纵向导波探伤效果影响的问题,提出一种基于频散特性的外推分析方法,通过优化选取导波检测模式和频率来减少频散特性对圆管纵向导波探伤结果的不良影响。首先应用全局矩阵法推导出多层圆管纵向导波的Pochhammer-Chree频散特性方程,并提出一种能够反映纵向导波传播强弱的截面功率流模型。然后结合外推预测和双尺度迭代逼近过程,给出了导波频散特性以及截面功率流的数值计算方法,并利用计算结果进行分析,提出一种导波检测模式和频率的选择方法。实验表明其结果与理论分析基本一致。上述方法可为圆管损伤检测中导波参数的合理选择提供参考。     

热连轧FTSR 轧机振动研究

该文针对某FTSR 热连轧机的异常振动问题,利用现代遥测系统和ANASYS 中谐响应分析模块对轧机的振动特征进行了测试和研究,得出FTSR 轧机异常振动是由主传动控制系统振荡与轧机辊系水平振动固有频率接近引发的。当扭振的频率与辊系的水平固有频率相等时,轧机产生的水平振动最为强烈。研究结果为抑制轧机振动提供了实验数据和理论依据。     

钢丝绳隔振器综合力学性能试验研究

针对某电子器件同时承受强振动和过载的隔振设计要求，通过试验研究三种不同刚度的钢丝绳隔振器兼顾隔振、隔冲和抗过载的综合能力。试验结果表明，刚度较大的隔振器在承受高量级随机激励时具有一定的隔振能力、抗冲击和过载的性能较好。钢丝绳隔振器具有明显的非线性特性，只能对其进行特定条件下的参数识别。     

不同激振条件下减振器对钻柱纵向振动的影响

利用钻柱纵向振动数学模型,在钻头处分别施加激励位移(即激励位移法)和激励力(即激励力法),对比分析了减振器刚度和安装位置对常用塔式钻柱钻杆中晟大轴向应力振幅和井口钻柱轴向位移振幅的影响.分析发现:二者随转速的变化曲线呈连续的凹坑形,钻井时应优选转速使二者尽可能小;减振器的安装位置和刚度对二者有重要影响,当钻头处采用不同...     

悬索桥纵向和竖向耦合自振研究

悬索桥的振动性状中呈现纵飘振动与竖向反对称低阶振动相互耦合的特点。基于挠度理论和能量原理,研究了耦合自振的频率计算方法。首先把加劲梁的单纯纵飘看作单摆振动,得出其等代摆长和振动频率。再结合主缆的竖向反对称低阶振型下的纵向位移特点,建立考虑主缆纵向位移影响的加劲梁纵飘振动的简化计算模型,获得其势能增量的简单表达式。由哈密顿原理,推演了耦合振动频率的计算方法。通过5 座桥梁实例验证,利用该文公式获得的耦合频率和振型形状判定与有限元计算结果吻合良好,表明该文提出的计算方法实用可靠。     

弹性直杆纵振时的混沌运动研究

建立了非线性材料弹性直杆在轴向扰力作用下的纵振方程。通过研究发现，非线性材料弹性直杆即使纵振也可能发生混沌运动。     

考虑轨道弹性时机车轮对的纵向振动研究

在电机轴悬式机车-轨道垂向耦合动力学模型的基础上,考虑了机车的纵向运动自由度,通过对比牵引工况下考虑和不考虑轨道弹性时的轮轨作用力及轮对振动加速度,得到了轨道弹性变形对轮对轮轨切向力及其纵向振动的影响规律。研究结果表明,当轮轨界面无不平顺激扰时,考虑或忽略轨道结构的弹性对轮对牵引力的发挥及纵向振动影响不大;在不平顺激扰下,轨道结构参与轮轨间的耦合振动,由于轨道垂向的弹性及阻尼作用,轮轨垂向力特别是高频力得到缓冲及衰减,致使50Hz以上高频段的轮轨切向力及轮对纵向振动变的缓和,利于轮周牵引力的稳定发挥。总体上,分析模型中若不考虑轨道弹性会造成预测的轮轨切向力及轮对振动加速度偏大。     

输流波纹管流固耦合振动的初步研究

从一般输流管道系统振动理论和波纹管的特殊结构出发,以上海光源单色仪晶体冷却循环系统为背景,对流体诱发的波纹管振动进行了初步研究.利用数值方法,建立了波纹管一流体耦合系统的模型,通过计算手段反映了这一物理现象并验证了ANSYS计算流固耦合问题的可行性.探讨了流致波纹管振动的振动机理,并对该振动的特点进行了分析.最后根据计算和分析结果,提出了抑制流致波纹管振动的可行办法.     

非线性隔振理论初探

本文以线必阻尼，立方刚度非线性系统为例，对非线性隔振理论进行了初步探讨，导出了系统的无量纲运动响应和传递率，并与线性隔振系统进行了比较，着重讨论了非线性对它们的影响，获得了一些有用的结论。     

钢花管中低频纵向超声导波传播特性的试验研究

钢花管是管棚支护结构中的核心承力构件。将超声导波技术应用于钢花管的无损检测显得十分重要。首先优化选取了适用于钢花管检测的压电陶瓷片尺寸以及激励频率为30kHz的L(0,2)模态。为研究钢花管管体上的孔对低频纵向超声导波检测能力的影响,试验研究了钢花管孔数与检测信号特征之间的变化关系。结果表明：钢花管孔数的增加对频率为30kHz的L(0,2)模态回波信号幅值几乎没有影响,表明低频纵向超声导波具有对长距离钢花管无损检测的潜力;而频率为30kHz的L(0,2)模态的群速度随钢花管管体中孔的增加呈线性下降的趋势。该研究结果为基于低频超声导波技术的钢花管无损检测奠定了一定的基础。