直线定位平台扰动激励下柔性操作臂的耦合振动特性研究

以直线定位平台柔性操作臂为对象,根据能量方法建立了系统的耦合动力学模型,考虑驱动过程中存在的运动波动,对直线定位平台的运动特性进行表征,结合建立的耦合动力学模型,得到柔性操作臂的耦合振动特性。通过理论分析和仿真实验,对不同运动特性下运动波动的扰动激励的作用机理进行研究。结果表明:运动波动对柔性操作臂的振动特性具有明显的影响,对于匀速运动情形,在起始阶段随着速度取值的增大,柔性操作臂的振动幅值有所增大,随着响应时间的增加,影响逐渐减小;对于匀加速运动情形,随着加速度取值的增大,柔性操作臂的振动幅值逐渐减小,且较大的加速度对波动的影响起到一定的抑制作用;理论与实验结果一致,验证了所建模型的正确性。研究结果对柔性操作臂的动态特性分析及振动控制具有一定的指导意义。     

给纸机递纸吸嘴机构共轭凸轮设计

根据给纸机递纸吸嘴机构的运动特性与工艺条件,给出了适合印刷速度高于15,000印张/h的给纸机递纸吸嘴机构共轭凸轮廓线的设计方法,通过选定或设计从动件运动规律进行共轭凸轮机构设计,这样可以确保凸轮机构具有良好的运动和动力性能;为高性能、高速度的给纸机设计提供了研究基础.     

中国标准动车组齿轮箱箱体动态特性分析研究

通过线路试验获取了中国标准动车组齿轮箱箱体振动加速度时间历程。结合车载GPS信号,分析了列车运行速度、轨道结构条件、通过道岔等典型工况下齿轮箱箱体的振动响应及变化规律。采用核密度估计函数分析箱体振动加速度的分布特点,并依据3σ准则给出了不同出现概率下箱体振动加速度的最大幅值。研究结果表明:随着列车运行速度的增大,箱体振动强度呈现增大趋势;列车由有砟轨道进入无砟轨道时,齿轮箱箱体横向、垂向振动加速度有效值分别增大了28%,29%;列车通过道岔时,齿轮箱箱体振动加速度幅值及有效值均有较大的波动。采用核密度估计的加速度概率分布与实测数据更为吻合,350km/h列车运行速度下,出现概率为99.73%时箱体横向、垂向振动加速度幅值分别为10.69g,8.78g。该研究获得的齿轮箱箱体动态特性为高速列车齿轮箱箱体的开发和运用提供参考。     

基于试验模态方法的递纸机构优化设计

目的分析单张纸胶印的递纸机构,寻求当最高印刷速度提高时需要改进的设计环节。方法采用实验模态法对单张纸胶印机的递纸机构进行分析,将实验模态分析技术引入递纸机构动态响应的求解过程,并通过求解结果指导并改进设计。结果在有样机可提供测试的情况下,用试验模态分析方法建模的精度会高于常用的单自由度集中质量法,对系统进行测试分析能够达到更准确的结果。运用该方法将一款单张纸胶印机的最高速度由13 000张/h提高到了16 500张/h。结论试验模态方法能为胶印机的改进设计提供依据,既是结构设计和动力学设计的有效补充,也是校核的工具。其他关键机构如输纸头、前规和咬牙开闭机构等凸轮连杆机构也可以使用此方法进行分析研究。     

土压平衡盾构机行星减速器动态性能测试与分析

根据实验模态分析理论,进行了减速器的模态实验,获取了系统频响函数及模态频率。依据盾构机三级行星减速器大传动比的工作特性,设计了背靠背能量回馈实验台架动态测试方案。基于行星减速器结构特征及模态频率,确定了振动噪声测点布置和信号采集参数。测量了额定载荷下减速器的振动加速度,分析了其振动特性。采用数值积分计算了振动速度响应,综合评价了减速器振动烈度。在采用隔声罩有效降低了背景噪声的基础上,运用声压法进行了减速器噪声测试,验证了噪声实验数据的合理性。振动噪声信号时频分析及边频特征表明齿轮制造精度较高。实验结果表明该盾构机主减速器振动噪声性能指标达到了项目要求及设计目标。     

铁路隧道仰拱结构振动特性实测分析

为研究隧道仰拱及仰拱填充结构的振动特性,以兰新高铁福川隧道为依托进行现场测试,分析不同运行速度列车振动荷载作用下,不同深度处仰拱及仰拱填充结构的振动加速度和动应力响应及衰减规律,并通过数值模拟进行对比分析。结果表明:列车速度一定时,列车运行侧仰拱及仰拱填充中振动加速度响应随着深度的增加逐渐减小,双线同时行车时,振动加速度响应相比单线行车时有所提高,且提高的幅度与行车速度有关,数值模拟得到的结果与实测结果基本吻合。仰拱及仰拱填充是承载振动加速度的主要载体,应将其作为结构设计的重点。研究成果对优化隧道支护体系确保列车运行安全具有重要意义。     

刨煤机刨刀截割载荷与刨头振动特性实验分析研究

为了揭示刨煤机截煤过程中刨刀载荷与刨头振动规律,探寻影响两者变化的因素,采用1:1模拟实际工况的刨煤机动态特性实验平台进行了测试研究,获得了刨头上部宽刨刀、中部短刨刀、下部长刨刀的载荷分布规律及刨头振动特性规律,实验结果表明:上部宽刨刀截割载荷最大、下部长刨刀次之、中部短刨刀最小,三把刨刀的刨削力、侧向力、挤压力幅值累计频次呈现瑞利分布;刨头在x方向振动加速度在±200 m/s~2范围内波动,z方向在±100 m/s~2范围内波动,xz平面内的转动角加速度在±100 rad/s~2范围内波动,振动曲线变化规律与刨刀载荷曲线变化趋势具有一定的相似性,刨刀载荷功率谱曲线峰值频率为刨头沿线振动频率的整数倍,刨头振动功率谱曲线峰值频率包含了刨头沿线振动频率和刨刀载荷峰值频率,研究结果揭示了刮板输送机中部槽沿线直线度是影响刨刀载荷波动和刨头振动的主要因素。     

气缸缓冲特性计算机辅助测试系统

 为研究气缸缓冲特性计算机辅助测试(CAT)系统，设计了气动回路、电磁阀驱动电路。配置了虚拟仪器的硬件，用LabVIEW 设计虚拟仪器的软件． 此CAT 系统可以测试气缸的压力、输出力、位移和振动加速度，并绘制相应的实验结果曲线．实验表明此CAT 系统操作简便、测量精度高、实用性强，可对缓冲特性、速度特性、瞬态特性等多种气缸性能进行检测．     

附件驱动系统中自动张紧器的动态特性实测与建模分析

介绍了发动机前端附件驱动(Front End Accessory Drive,FEAD)系统中自动张紧器动态特性的实验测试方法和评价参数。测试和分析了预载扭矩、激振频率和激振振幅对张紧器动刚度和滞后角的影响。基于张紧器的预载扭矩、弹簧刚度、阻尼系数和张紧臂转动惯量四个参数,建立了表征张紧器扭矩-角位移关系的迟滞回线模型;采用最小二乘方法识别出张紧器迟滞回线模型的模型参数。对比张紧器动态特性的实测值和计算值,结果表明张紧器迟滞回线模型的建模方法是正确性。由张紧器扭矩-角位移关系曲线换算出张紧器的动刚度和等效粘性阻尼,建立了FEAD系统中张紧臂的旋转振动方程。FEAD系统旋转振动响应幅值的计算值和实验值吻合较好,这说明表征张紧器扭矩-角位移关系的迟滞回线模型,能为FEAD系统旋转振动的计算提供模型参考。     

豚鼠耳蜗基底膜响应特性的实验测试与分析EI北大核心CSCD

为探究耳蜗基底膜的动态特性,利用激光多普勒测振仪(Laser Doppler Vibrometer,LDV)测试了豚鼠耳蜗基底膜在纯音激励下的动态响应。实验时,选取了14只新鲜的豚鼠耳蜗离体标本,分别测试了70 dB、80 dB、90 dB三种声激励下耳蜗基底膜的速度响应和位移响应,并改变输入声音信号的频率,研究了基底膜的振动特性。实验结果表明:纯音激励下基底膜的振动是正弦振动;在大小相同、频率不同的纯音激励下,基底膜同一位置处振动速度和振动位移大小不同,基底膜具有频率选择特性,在最佳频率处振动响应最大;基底膜在不同大小声压激励下相位响应趋势接近,超过最佳频率后相位滞后迅速增加;基底膜的运动具有行波特征。实验方法和测试结果可为人耳耳蜗听觉机制的研究提供指导。     

高速列车谐波转矩振动分析及自抗扰控制

高速列车在实际运行过程中,当路面不平顺、车轮磨耗或者列车由明线运行到突然进入隧道均可能会引起转矩脉动,引起齿轮箱振动加剧。为研究谐波转矩波动幅值对高速列车牵引齿轮箱振动加速度的影响,建立考虑时变啮合刚度、啮合阻尼、啮合误差、齿侧间隙的齿轮传动系统与三相异步动态电机耦合的机电传动系统模型,在Simulink平台上分析牵引传动系统在谐波转矩幅值变化的工况下齿轮箱输入端振动加速度特性。结果表明,谐波转矩增大使齿轮箱振动加速度加大,且横向振动加速度增加最明显。耦合系统叠加混合型自抗扰控制器(ADRC)后,对谐波转矩引起的齿轮箱横向振动具有较好的抑制作用。     

关节型工业机器人扭转振动的伺服补偿技术研究

针对工业机器人用RV减速机传动误差所引起的动态失稳现象,在建立由驱动电机-RV减速机-负载所构成的机电耦合系统的基础上,同时考虑负载侧不宜安装传感器的限制条件,依据转矩波动引起转速波动的原理,将由状态观测器间接得到的能够反映转矩波动变化的状态变量——负载加速度变化率作为反馈控制量,对电磁转矩进行实时补偿。经系统的时频域性能分析证明,补偿后的电机转矩命令值抵消了转矩波动的影响,负载侧转速波动得到了很好的抑制,能够极大提高工业机器人在变工况下的动态工作精度。     

Magnetic Torque Compensating Methods for Cam Indexing Devices

In automatic production processes, cam indexing devices are frequently utilized to transport workpieces intermittently to the appointed manufacturing positions. However, because of alternating working forces and rotational inertia, indexing devices tend to generate vibration during each positioning process, which retards working speed and degrades positioning accuracy. To minimize positioning vibration, we developed a magnetic compensation concept and diverse devices based on the concept. A magnetic torque compensator basically consists of a magnetic loop with field generator and soft-magnetic elements. The soft-magnetic elements are designed to generate relative motion to each other to realize variable distribution of magnetic field and induce a compensation torque to suppress the positioning vibration. In addition to our experimental research, we investigated analytically the influential parameters of the compensating torque and their relationships by using the equivalent magnetic circuit method and the finite-element method. We found that modifications of magnetic arrangement or geometric parameters of functional elements lead to different characteristics of the magnetic torque curve. On the basis of the verified function and parameters of the magnetic torque compensator, we built some configurations to synthesize the compensating torque needed for countering vibration     

铁路环境振动对厂房内精密仪器的影响分析

以龙烟铁路沿线厂房内的精密仪器为研究对象,利用有限元法,建立轨道-桥梁及桥墩-基础-土体计算模型,计算货车在不同运行速度下引起的大地振动响应,得出振动加速度、速度及位移沿距离的衰减规律,分析铁路环境振动对铁路沿线厂房内精密仪器的影响。研究表明：列车速度对振动响应的影响较大,速度越高,地面上相同位置上的振动响应越大;振动加速度、速度和位移沿距离的衰减特性基本一致,呈现指数曲线的衰减规律;若不考虑精密仪器的自身隔振能力,两列货车以120km/h和100km/h的速度在精密仪器附近交会时,加速度、位移及y方向的速度预测值满足仪器振动限值要求,x和z方向的速度预测值超出了仪器振动限值要求;考虑精密仪器自身基础的隔振能力后,振动预测值均满足仪器振动限值要求。     

铝箔卷装盒机封口机构动力学仿真及参数优化

目的解决铝箔卷装盒机封口机构在工作过程中出现抖动和凸轮回位弹簧经常断裂的问题。方法建立封口机构的虚拟样机模型并进行动力学仿真,通过封口机构的动力学特性分析封口机构中凸轮轮廓、回位弹簧刚度、装盒速度对整个封口机构工作性能的影响。结果仿真结果表明,封口机构的抖动出现在封口机构封口完毕之前,正准备进入保持阶段的时候。回位弹簧刚度有助于减缓封口机构的抖动,但若继续增加刚度,减缓抖动的效果不明显。结论当凸轮回位弹簧的刚度为0.4 N/mm,封口速度为2盒/s时,封口机构的抖动最小,整个过程中无明显的冲击现象,整机性能得到提升。     

基于ADAMS的凸轮连杆系统中凸轮的CAD系统开发及机构仿真分析

目的基于ADAMS二次开发,为包装机械中一类常用凸轮连杆系统开发专用的凸轮轮廓CAD系统,使用ADAMS为凸轮外形轮廓对系统动态稳定性的影响提供一种直观的评估方法。方法依据凸轮连杆系统的结构特点,使用ADAMS命令语言完成CAD系统的开发。将凸轮连杆长摆臂系统作为研究对象,通过ADAMS刚柔耦合仿真分析,对比正弦和改进正弦2种不同加速度运动规律设计的凸轮在高速运行时执行构件的动态稳定性相关指标,从而验证刚柔耦合仿真分析应用于凸轮连杆系统的正确性。结果使用改进正弦加速度运动规律设计的凸轮,系统执行末端的实际最大速度、最大加速度、实际位移曲线最大波动量等动态稳定性评价指标更优异,符合理论分析。结论 ADAMS刚柔耦合仿真结果能正确反映凸轮轮廓对系统动态稳定性的影响,该分析方法有助于设计出更合理的凸轮轮廓。     

横向撞击力对铁路桥梁及行车影响的模型实验研究

高速铁路高架桥梁很多,跨越公路的桥墩被汽车撞击所引起的振动会影响列车运行安全。本文利用车—轨—桥耦合动力试验平台,通过模型试验研究了横向撞击力对桥梁及桥上车辆运行安全的影响规律。试验过程中采集了撞击处撞击力时程、桥墩底部动应变、墩顶动位移、墩顶加速度时程,梁1/4,1/2,3/4处的横向动位移和加速度时程,以及车辆的三向车体加速度时程,计算得到桥墩自振频率等振动特性。分析了车桥系统有无撞击力作用时的动力响应,以及撞击力对桥梁及桥上运行车辆的影响规律。结果表明,横向撞击使桥梁的动力响应大幅度增加,并对车辆运行安全有很大的影响。最后根据撞击力时程探讨了瞬态撞击力的等效静力计算方法并验证,为工程设计提供参考。     

柴油机缸盖振动加速度信号影响因素分析

改变195柴油机的转矩、转速及供油时刻，测量分析各工况的缸盖振动加速度信号，分析结果表明，同样转速时，缸盖振动加速度时域最大波动量及2kHz以下各频带能量与缸内燃烧状况相对应；当转速发生改变时，加速度信号时域最大波动量及各频带能量与缸内燃烧状况间无对应关系。建立有限元分析模型，研究缸盖联接螺栓预紧力及材料刚度对缸盖振动加速度信号的影响规律，结果表明当材料的杨氏模量或联接螺栓预紧力减小时，系统的固有频率降低，使得缸盖振动加速度信号时域最大波动量及2kHz以下各频带能量呈增大的趋势。     

基于高速铁路路基冻胀的轮轨动力响应研究

季节性冻土区高速铁路无砟轨道路基冻胀,影响了列车运行的安全性、舒适性以及无砟轨道主体结构的服役性能。为研究路基冻胀和高速行车荷载组合效应下的轮轨动力响应,建立了车辆-轨道-路基冻胀耦合动力学模型,对路基不同冻胀幅值、冻胀位置和行车速度下CRTSⅠ型板式无砟轨道轮轨动力响应及轨道结构受力进行分析。结果表明:冻胀发生区段轮轨动力响应增大,列车以350 km/h运行时的安全性和舒适性满足冻胀管理标准要求,但轮轨力随冻胀幅值和速度的增加而增大;轨道板和底座板振动加剧,在计算冻胀波长和幅值范围内,离缝处轨道板振动加速度峰值超过动态验收标准要求,容易引起离缝处CA砂浆层及路基基床表层伤损破坏,且轨道板、底座板振动加速度随行车速度增加而增大;轨道结构动应力和列车荷载传递关系密切,路基冻胀状态下列车荷载引起轨道板和底座板处于交替和交变的拉压受力状态,需要在设计中提出控制裂纹的措施,行车速度对短波冻胀时轨道结构受力影响较小。     

RV减速器振动特性的自相关分析

为研究RV-40E减速器振动特征的相关性,解析振动信号中特征频率,利用精密减速器综合测试平台对RV减速器进行定速、升速和降速测试,采集不同转速下的振动信号。通过MATLAB进行数据处理,对各转速下的振动信号做频域分析和自相关分析。研究发现,RV减速器自相关性随转速增大而增强;在降速和升速过程中,自相关不具有周期性;一级和二级传动啮合频率对减速器运行影响较大。本研究可为RV减速器的故障诊断提供有效手段。