发动机连接螺栓的裂纹故障测试与仿真分析

针对某特种车辆发动机连接螺栓出现裂纹的原因分析问题,通过车辆发动机试车获得了工作状态下该连接螺栓的轴向应变和两端振动加速度数据。建立了该连接螺栓的有限元模型并通过模态试验进行了模型修正。将应变和振动加速度转变为力和位移载荷施加到有限元模型中,求解该连接螺栓的瞬态响应并对计算结果进行了分析。最终通过计算的应力和位移结果以及断口形貌观察分析得到了连接螺栓出现裂纹的原因。该思路和方法可以应用到类似的故障分析中。     

有限元修正吊杆端部效应的振动频率法

为提高振动频率法对两端带连接杆的吊杆力测量精度,提出了基于有限元的频率法索力修正方法。考虑了连接杆长度、刚度引起的吊杆基频误差,并由此分析其对频率法计算吊杆力的影响。利用ABAQUS建立吊杆振动有限元模型,变化连接杆与吊杆的长度比、刚度比,通过PYTHON对有限元结果进行拟合,引入了索力调整系数。采用所提方法和传统振动频率法及文献［6］方法对潇河大桥的8根吊杆力进行计算,结果表明：该方法可以有效减小索力误差,提高振动频率法索力计算精度。     

基于结合面接触域边界及分形理论的螺栓连接动态特性建模方法

针对考虑粗糙度影响的螺栓连接结构动态特性建模问题,建立了由弹簧-阻尼模型代替粗糙表面结合面的螺栓连接新模型,该模型综合考虑了螺栓、垫片、粗糙结合面等多种因素对振动特性的影响,纠正了以往模型不考虑表面粗糙度对振动频率的影响的弊端,更符合真实情况.该模型基于机械表面几何分形理论,得到结合面刚度特性计算公式.基于有限元接触分...     

电动车动力总成有限元建模方法的研究

动力总成作为主要的振动噪声源,成为电动车NVH研究中的关键所在。准确计算动力总成的振动模态和固有频率是降低电动车振动和噪声的基础。分别建立电机和减速器有限元模型,采用4种不同的连接方式,探讨了集中驱动式纯电动车动力总成的有限元建模方法,并分析了点焊单元参数对动力总成有限元固有频率的影响。最后通过对比分析模态锤击试验与有限元计算结果,验证了建模方法的可行性,并结合振动试验结果提出:传动系对动力总成壳体的固有特性存在影响,因此在动响应分析时需考虑传动系的作用。     

模拟内燃机曲轴振动的新模型

采用有限元法，对内燃机曲轴的三维振动特性进行了数值模拟。结合曲轴的结构特点，采用考虑剪切变形和转动惯量的Timoshenko空间梁单元建立曲轴结构有限元模型。对飞轮采用实体单元进行网格划分，并提出连接两类单元的方式。以一直列式四缸发动机曲轴为例，介绍建立模型的方法和过程，并对其振动特性进行分析，分析结果与相关研究和实验数据进行了对比，进一步模拟了计算此曲轴动态振动响应。     

点焊连接的有限元建模方法研究及案例应用

建立一种高精度和高效率的点焊连接有限元模型可以提高点焊结构的有限元分析精度。通过焊接钢板的试验模态与计算模态的对比分析,探讨并评价了4类焊点模型的模拟精度、建模优劣和建模时间,确定了ACM2模型和CWELD/ELPAT模型为薄板点焊连接有限元分析中的较优选择。利用HyperMesh、Nastran软件联合仿真,对某电动汽车电池包进行了模态分析和台架定频振动试验工况的模拟,结合试验结果,进一步评估了两种焊点模型的模拟精度和模型计算速度。结果表明,CWELD/ELPAT模型能准确模拟焊点位置、模拟精度高、建模时间短且模型计算速度快,适用于模拟电池包的点焊连接,为解决电池包因焊点数量多、焊点附近局部网格不协调、结点不对齐导致的点焊建模难点提供了参考,为电池包的有限元分析提供了有力支持,具有较好的工程意义。     

销轴连接的几种有限无模型比较

为提高有限元分析的精度,整体有限元模型的建立变得更为重要.建立整体有限元模型关键在于对零件连接点的处理.销轴连接在工程机械中有广泛的应用,针对销轴连接建立了几种有限元模型并进行了比较.     

低预紧扭矩螺栓连接悬臂梁的2倍谐振响应

为准确获得光电设备中螺栓连接对系统结构动态响应特性的影响,研究了装配连接环节导致的非线性振动特性。采用单螺对栓连接悬臂梁模型,对螺栓连接引起的结构振动特性的改变进行了研究和实验。利用接触有限元方法对低预紧扭矩下结构非线性振动特性进行了时域数值积分仿真分析,给出了不同激励量级周期受迫激励下的相轨迹曲线;结合快速傅里叶分析方法,指出此模型在低预紧扭矩下存在1/2频率激励下的谐振现象。基于激振器实验,给出了实验自由振动响应幅值和受迫振动响应幅值的变化,证实了仿真结果的准确性。数值仿真和激振器实验均表明:激励量级越大,螺栓连接引起的非线性振动中自由振动分量对结构动态响应的影响越大。该方法对开展后续连接结构的非线性振动特性的研究有指导意义。     

螺栓摩擦系数对连接防松影响的有限元分析

螺栓连接受横向振动载荷一段时间后,容易出现连接松动,夹紧力衰退,夹紧失效等现象.国内鲜见钎对螺纹连接松动现象的有限元仿真,文中利用ABAQUS有限元软件建立了螺栓连接模型,对连接松动过程进行仿真.以建立的松动模型为基础,通过对比几组螺栓连接的防松特性,得到了螺栓连接摩擦系数越大其防松性能越佳的结论,该结论与螺栓连接的摩擦力矩防松机理相吻合.     

干式串联铁心电抗器振动噪声控制研究

基于APDL参数化语言建立了电抗器铁心及周围磁场分布的三维模型,在ANSYS仿真环境中,对电抗器铁心振动噪声进行了多场耦合有限元分析,建立了电抗器铁心振动与噪声的关系,定量的计算了振动产生噪声的强度与分布,结合干式串联电抗器铁心的结构特点,提出了振动噪声控制的改进方法,并通过有限元计算对改进后的振动噪声情况进行了评价.     

推力轴承试验台异常振动故障诊断方法

针对某推力轴承试验台运行过程中的异常振动问题进行了故障诊断研究。首先,基于快速傅里叶变换方法(fast Fourier transformation,简称FFT),对实验台的异常振动信号及其特征进行了捕捉和提取;其次,从激振力、系统刚度、共振等因素对异常振动进行了专家系统故障诊断,结合有限元分析的计算结果表明,转频与试验台的动态特性发生耦合是诱发整个试验台共振的根本原因,基于此原因对试验台出现的3个异常振动特点进行了解释;最后,对试验台局部进行了优化,以避免共振发生,优化后的试验台整体动态特性可以有效避开转动频率,测试结果显示新试验台在运行工况范围内均不会出现较大的振动。     

Experimental Investigation and Optimization Design of Multi-Support Pipeline System

The design of aircraft hydraulic pipeline system is limited by many factors,such as the integrity of aviation structure or narrow installation space,so the limited clamp support position should be considered.This paper studied the fre-quency adjustment and dynamic responses reduction of the multi-support pipeline system through experiment and numerical simulation.To avoid the resonance of pipeline system,we proposed two different optimization programs,one was to avoid aero-engine working range,and another was to avoid aircraft hydraulic pump pulsation range.An optimization method was introduced in this paper to obtain the optimal clamp position.The experiments were intro-duced to validate the optimization results,and the theoretical optimization results can agree well with the test.With regard to avoiding the aero-engine vibration frequency,the test results revealed that the first natural frequency was far from the aero-engine vibration frequency.And the dynamic frequency sweep results showed that no resonance occurred on the pipeline in the engine vibration frequency range after optimization.Additionally,with regard to avoiding the pump vibration frequency,the test results revealed that natural frequencies have been adjusted and far from the pump vibration frequency.And the dynamic frequency sweep results showed that pipeline under optimal clamp position cannot lead to resonance.The sensitivity analysis results revealed the changing relationships between different clamp position and natural frequency.This study can provide helpful guidance on the analysis and design of practical aircraft pipeline.     

遗传算法优化的线性二次型调节器控制下3-UPS并联机器人稳定性分析

通过对3-UPS并联机器人进行动力学建模与状态空间分析,基于遗传算法(GA)优化的线性二次型调节器(LQR)控制方法对其进行控制仿真,结合多体系统振动理论,并运用MATLAB软件和ADAMS软件联合仿真,分别对该并联机器人在动平台施加外部载荷、定平台施加随机振动,以及动、定平台施加复合干扰3种情况下机器人的末端稳定性进...     

随机振动环境下结构的疲劳失效分析

讨论了随机振动响应的统计特性分析、结构响应的动应力与常规疲劳载荷的关 系,如何将结构响应动应力等价为常规的静力疲劳载荷,利用Ｓ－Ｎ曲线和名义应 力法对结构寿命的估算方法等。完成了用功率谱密度表示的随机振动载荷作用下悬 臂板结构的响应分析以及疲劳寿命估计。     

消防救援装备新型安全制动机构动态特性分析

为了避免消防救援装备在运行过程中,其上的新型安全制动机构与外界激振产生共振而影响机构正常运行。通过对新型安全制动机构进行模态分析,并且利用有限元分析软件ANSYS对安全制动机构进行动态特性分析,获得机构最小固有频率为132.9 Hz及振型变化形式。通过计算得出外界激振频率为30 Hz和53.04 Hz。两种激振频率比较可知,机构外界激振频率均小于固有最小频率,因此新型安全制动机构正常运行过程中不会发生共振。     

基于能量解耦法的操纵台悬置系统优化设计

针对某机车在4档运行时司机室的操纵台的异常振动问题,利用VTCL-DSP信号采集与分析系统对操纵台在机车加速和等速过程中的振动信号进行了测试与分析并采用了悬置刚度匹配法与能量解耦法对此系统进行了研究,认为橡胶隔振块刚度匹配不合理而引起的操纵台悬置系统的耦合共振是操纵台异常振动的主要原因,并对悬置系统提出了优化方案。通过在MATLAB中进行的仿真验证与改进方案的试验验证,确定操纵台的异常振动得到了有效的控制。     

基于ANSYS的拱架式贴片机整机动力学建模与模态分析

贴片机工作速度快,效率高,其动态性能对芯片的贴装精度影响大。首先建立贴片机的三维有限元模型,然后利用AN SYS对拱架式贴片机PS1000的整机进行了动力学建模与模态分析。通过对低阶模态分析发现,低阶固有频率与整机的工作频率较为接近,容易产生共振,机架和横梁容易产生平移振动,影响贴装精度,故应该适当提高贴片机的工作频率或提高机架和横梁的刚性,以避免共振区域。最后,采用LMS振动测试仪对样机进行锤击法模态测量,进行了样机的实验模态分析,验证了ANSYS模态分析的可靠性。     

一种基于复杂永磁体阵列的悬浮式振动能量采集器的精确模型及验证

为提高振动能量采集器的输出性能和工作频带，基于永磁体阵列和多自由度器件受到广泛关注。然而这类器件存在磁场分布复杂，动态特性难以模拟等问题。以一种基于复杂永磁体阵列的可调频磁悬浮振动能量采集器为研究对象，建立器件解析模型和有限元模型的联合分析模型，理论模型显示系统具有非线性振动特性，其动力学模型可简化为Duffing方程形式，并通过有限元模型简化了对非线性系统的分析。利用COMSOL有限元仿真研究器件磁场分布、非线性磁力特性，分析磁力和线圈位置对器件输出特性的影响。搭建测试平台对研制的可调频磁悬浮振动能量采集器进行试验表征，以验证联合分析模型。试验结果表明，在20～35 mm的固定磁铁间距离变化范围内，器件谐振频率变化范围为8.6～13.1 Hz，0.35g加速度下输出电压峰峰值为352.9～658.2 mV，联合分析模型与试验之间具有一致性。     

发动机塑料进气歧管振动试验失效分析与改进研究

在根据试验参数进行振动试验的过程中,发动机塑料进气歧管发生断裂现象;通过对试件与夹具结构的动态性能和共振扫描进行对比分析,结果表明试件的失效是由夹具与试件共振引起的;通过改进夹具设计与试验验证,问题得到了圆满解决.     

基于动力吸振器的中空轴系纵向减振研究

针对中空轴系的纵向振动,在轴系内部安置阻尼动力吸振器对其进行了减振设计。结合子结构综合法和传递矩阵法建立了附加阻尼动力吸振器复杂轴系的动力学模型,分析了阻尼动力吸振器与轴系的耦合系统在简谐激励下的动力学响应,并采用了有限元仿真,表明阻尼动力吸振器的加入使得轴系的纵向共振峰得到抑制,轴系共振频率附近的频响曲线趋于平缓。试验结果表明,附加阻尼动力吸振器后的轴系一阶纵向共振峰值下降显著,阻尼动力吸振器对轴系的纵向减振具有显著的效果。在中空轴系内部空间安装吸振器,既不占用多余的空间,又能获得较好的减振效果,可以作为船舶推进轴系纵向减振的一种新选择。