SiC_p/Al复合材料薄壁板谐响应动力学研究

运用ANSYS14.0软件对SiC_p/Al复合材料平板结构薄壁件的共振特性进行谐响应动力学分析,研究了激振力大小、激振力施加位置对试件共振特性的影响。结果表明:SiC_p/Al复合材料薄壁板第2阶振型为薄壁板自由端两边角的局部振动,发生共振时振幅最大;试件发生共振时的振动幅值、速度和加速度随激振力幅值的增加而增加;激振力施加位置直接影响试件发生共振时的振动幅值,其中高度方向上施加激振力的位置对试件振幅的影响更大。     

水下结构物二次就位计算分析

由于轧机的水平振动对板带质量影响很大,为减小水平振动、提高板带质量,文中通过四辊冷轧机的工作机构模型,建立了新的水平非线性动力学模型;根据多尺度法,求得系统的频响方程,并通过MATLAB对其进行了仿真。仿真结果表明:主共振振幅随着工作辊水平方向的线性阻尼和垂直方向激振力波动值的增大而增大,非线性阻尼、线性刚度、非线性刚度和垂直方向激振力均值的增大而减小;工作辊和支承辊之间的偏心距越大,共振区越大,共振峰值越小。     

四辊冷轧机水平非线性主共振分析

由于轧机的水平振动对板带质量影响很大,为减小水平振动、提高板带质量,文中通过四辊冷轧机的工作机构模型,建立了新的水平非线性动力学模型;根据多尺度法,求得系统的频响方程,并通过MATLAB对其进行了仿真。仿真结果表明:主共振振幅随着工作辊水平方向的线性阻尼和垂直方向激振力波动值的增大而增大,非线性阻尼、线性刚度、非线性刚度和垂直方向激振力均值的增大而减小;工作辊和支承辊之间的偏心距越大,共振区越大,共振峰值越小。     

倒装键合机复杂钣金件试验模态分析

钣金件是机械产品结构中重要的组成部件,属于轻质量薄壁件,常用作框架的蒙皮或连接。在工程应用中,钣金件常因外部激励而产生振动和噪声辐射。针对传统模态试验中传感器的附加质量对薄壁件影响较大,采用了非接触激光测振技术。简单介绍了模态测试理论与多普勒激光测振原理,给出了试验模态流程和方法。采用单点激振多点拾振(SIMO)的方法,得到钣金件自由状态下的低阶固有频率和振型。试验结果显示,钣金件一阶固有频率为131.25Hz,高于外部激振频率,不会产生共振现象,有着较好的动力学特性。     

基于振动激励的楔块拆分方法研究

楔形结构常被用于鱼雷、潜航器、导弹等重要产品,其安装与拆分多依赖人工进行。楔形结构经过长时间的存放或使用后可能产生拆分困难现象,其原因包括楔块的接触表面易出现损伤、被连接件发生形变等。针对楔形连接结构的拆分过程,文中提出了一种基于振动激励的楔块拆分方法。建立了楔块在振动激励下的响应模型,并采用有限元分析方法与样机试验验证了该响应模型,发现了激振频率、激振幅值对所需拆分力的影响规律。有限元分析与实验结果均表明,在拆分力中增加振动成分可以显著地降低拆分所需的驱动力,降低的幅值与振动激励的振幅和频率有关。对于某个确定的楔形连接结构,特定的振幅与激振频率可以显著降低拆分驱动力。     

非典型气动荷载下压缩机叶轮疲劳强度分析

针对气动激励下压缩机叶轮疲劳破坏问题,研究气动激振力的频域特性以及叶轮共振特性,提出相应的叶轮疲劳强度校核及失效分析方法。对某离心压缩机叶轮非定常气动荷载计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)计算结果进行傅里叶变换,获得其频率、幅值与相位特征,重点分析气动激振荷载在相邻叶片间的相位关系。对于在相邻叶片间相位差循环对称分布的典型荷载分量,通过干涉图确定叶轮的共振模态,对于相位差非循环对称分布的非典型荷载分量,通过激振频率下叶轮动应力在各节径的分布情况确定叶轮的共振模态。基于叶轮静应力和共振动应力计算结果进行疲劳分析。结果表明,计算预测的疲劳破坏位置与实际发生疲劳裂纹位置相吻合,相位差非循环对称分布的非典型气动荷载激起叶轮零节径的共振是引起叶轮疲劳失效的主要原因。     

电液高频疲劳试验机的控制系统

由于电液高频疲劳试验机采用传统的电液伺服阀难以达到较高的激振频率,为了解决这个问题,采用一种特殊结构的2D激振阀来控制液压缸,从而提高电液高频疲劳试验机的激振频率。该2D激振阀具有双运动自由度,控制阀芯旋转可实现激振频率控制,控制阀芯轴向运动可实现激振幅值控制。由于2D激振阀的转阀特性,无法引入一个偏置信号实现对激振中心平衡位置的偏置控制,因此在对称液压缸上并联一个数字伺服阀,通过改变数字伺服阀的开口大小和方向就可以实现激振器振动中心位置的偏置。基于激振频率与激振幅值控制原理设计了一种采用DSP控制的控制器,该控制器能控制电液高频疲劳试验机的激振频率与激振幅值。同时,实验室已有的控制器能控制并联的数字伺服阀开口大小,从而达到偏置控制的目的。基于电液高频疲劳试验机的工作与控制原理搭建实验平台并做实验。结果表明:该电液高频疲劳试验机的控制系统可实现高达2500 Hz的激振频率,谐振频率为980 Hz,在该频率可进行高频率、大载荷的疲劳实验。     

发动机曲轴静态性能和模态分析

正在发动机高速运转中,曲轴固有频率容易与外在的激振力发生共振,使得曲轴振幅变大,引起曲轴与发动机其他部位的碰撞,导致发动机工作极不稳定。要设计一款曲轴,必须考虑其固有频率与发动机激振频率的匹配,使曲轴能避免共振现象的产生,因此对曲轴的模态分析必不可少。本文以EQ6102柴油机为研究对象,采用有限元分析方法对曲轴整体模型进行了应力和变形分析,从而确定了曲轴的最大受力部位和最大变形部位。然后又对单拐模型进行了应力应变分析。最后,对曲轴进行     

基于特征贡献率的机械故障分类方法

为了使7075铝合金薄壁件表面喷丸加工应力得到松弛和均化,运用ANSYS建立平台式振动时效有限元模型,通过振动模态和谐响应分析,获得最佳激振频率和试样装夹位置。在此基础上,将薄壁框架件置于平台上进行振动时效处理,以验证仿真分析结果,评价其对试样表面应力作用效果。结果表明：在亚共振频率为112 Hz时,试样在平台零振幅和最大弯曲位置处分别对称布置,时效后表面均形成应力松弛,松弛率分别为29.5%和33.3%,不均匀波动分别为20.3%和20.7%,而沿振动方向松弛程度不均匀,说明激振力造成了材料表面组织屈服,且屈服程度与应力强度有关。提出再时效-位置交叠方法,使应力松弛不均匀度分别下降到9.9%和15.9%,应力均化得到改善,该研究工作为薄壁类零件表面应力均匀化提供了参考。     

薄壁件表面应力松弛均化的时效分析与实验

为了使7075铝合金薄壁件表面喷丸加工应力得到松弛和均化,运用ANSYS建立平台式振动时效有限元模型,通过振动模态和谐响应分析,获得最佳激振频率和试样装夹位置。在此基础上,将薄壁框架件置于平台上进行振动时效处理,以验证仿真分析结果,评价其对试样表面应力作用效果。结果表明:在亚共振频率为112Hz时,试样在平台零振幅和最大弯曲位置处分别对称布置,时效后表面均形成应力松弛,松弛率分别为29.5%和33.3%,不均匀波动分别为20.3%和20.7%,而沿振动方向松弛程度不均匀,说明激振力造成了材料表面组织屈服,且屈服程度与应力强度有关。提出再时效-位置交叠方法,使应力松弛不均匀度分别下降到9.9%和15.9%,应力均化得到改善,该研究工作为薄壁类零件表面应力均匀化提供了参考。     

基于有限元法的鼠笼铣加工模态分析

鼠笼是某型航空发动机上的重要零件,该零件属于薄壁件,其结构复杂,精度较高,尤其是鼠笼槽的位置度难以加工保证。某分厂承接该零件的生产加工,该零件在加工鼠笼槽时,因为薄壁结构的原因,铣加工鼠笼槽难以保证槽对基准的位置度,导致零件的一次加工合格率极低。针对这一情况,采用ANSYS软件对鼠笼铣加工鼠笼槽工序进行基于有限元法的模态分析,得出了鼠笼的5阶固有频率,通过控制刀具激振力频率避开零件固有频率的方法,可以让零件在铣削加工中避免刀具与零件发生共振,减小零件变形,从而提高零件的加工精度和一次提交合格率,改善该零件的交付质量。     

振动时效技术机理

（接上期） 7 振动时效工艺过程 振动时效处理过程是将激振器刚性夹持在被处理零件的适当位置,首先根据零件大小,形态和夹持情况来调节激振频率,最好使零件在其固有频率下进行共振,然后应根据零件所需动应力或振幅的大小来调节激振力。零件的振动状态和动应力,可用测量振动和应力的仪表来检测。通常将感受元件（加速度计或速度计）接于被振物体上,振动时,感受元件把接收到的振动信号送往测试仪表,经放大并指示出各种所需的参数值。振动状态的主要指示参数是振幅、频率和振型。振动状态和激振力的控制是通过激振器的控制装置来实现…     

立式加工中心床身结构动态特性有限元分析

以某立式加工中心床身为研究对象,对床身结构动态特性进行了研究。运用ANSYS有限元分析软件对其进行了模态分析,得出床身结构的前8阶模态频率及振型,在此基础上对其进行了谐响应分析,得到床身结构受外界激振力作用下的幅值频率响应曲线。结果表明:床身结构的各阶固有频率均大于机床的工作频率,激振力频率与床身结构的1、4阶固有频率接近时,床身容易发生共振。该床身结构具有较好的动态特性,验证了床身结构设计的合理性,为床身结构的优化设计提供了理论依据。     

激振频率对裂纹梁系统振动特性的影响

用ZK-4VIC型振动与控制实验台和ZK-1型电动式激振器分别对相同的Q235裂纹梁系统加载大小相同频率不同的简谐激振力(F=1.12N,w=17Hz、19Hz、21Hz、23Hz),对裂纹梁的振动疲劳过程进行模拟。记录实验过程中裂纹梁的振动幅值随时间变化的趋势,分析在不同激振频率的激振力作用下,疲劳裂纹对裂纹梁振动特性的影响。结果表明:加载简谐激振力的激振频率与固有频率的关系对裂纹梁系统的振幅变化影响显著;裂纹产生后,刚性系统受裂纹的影响大于柔性系统受裂纹的影响,寿命较短;刚性系统比柔性系统更容易从振动变化上发现裂纹故障的存在。     

振动拉削系统振幅衰减特性分析与实验研究

为了探究振动拉削中导致激振幅值衰减的主要因素,以双伺服阀电液激振拉削设备为研究对象,综合考虑双阀电液激振系统动力学特性,以及拉刀多齿接触效应、工件尺寸参数等影响下的动态拉削力特征,建立了振动拉削过程中的激振系统模型;再分别通过理论计算及系统实验,对比研究了电液激振器在非线性负载扰动下实际输出力和输出位移的衰减波形,为振动拉削激振系统参数优化提供理论指导和实验依据。实验结果分析表明：振动频率是导致系统振幅衰减的主要因素,而动态拉削力通过影响激振缸活塞的运动特征使得输出波形的峰值衰减,甚至使位移振幅趋向于0。     

基于ADAMS客车空气悬架振动特性仿真研究

通过试验获取了1T15M-2膜式空气弹簧在不同初始气压下的刚度特性曲线,以空气弹簧的刚度特性曲线为基础,在ADAMS环境下建立了1/4客车空气悬架的多体动力学仿真模型,仿真研究了激振频率与振幅、簧载质量对空气悬架振动特性的影响.仿真结果表明:在保持车身高度不变的前提下,簧载质量的变化对空气悬架固有频率影响不大;在低于共振区范围内,簧载质量的变化对车身加速度的影响不大,但当激振频率高于共振区后,车身加速度随簧载质量的增大而减小,激励振幅的增大对空气悬架位移传递率影响不大,车身加速度随激励振幅的增大而线性增大.     

非稳态流体激励下离心泵转子振动特性研究

建立了离心泵全流道三维定常及非定常CFD数值模型,通过非稳态计算得到作用于叶轮上的流体激振力,同时建立了泵转子有限元模型,研究不平衡质量与非稳态流体激振力对转子振动特性的影响。研究结果表明离心泵叶轮内流体激振力具有多种频率成分。不考虑转子上不平衡质量影响时,叶轮处转子在流体激振力作用下振动幅值最大,依次为转轴中部、下部轴承和上部轴承对应的转子位置。转轴上不同位置振动频率特性具有差异,实际故障诊断时要考虑测试部位的影响。考虑不平衡质量影响时,在远离受流体激振力作用的叶轮部位,转子振动频率成分减少。     

激励对往复式骨架油封密封性能的影响

为改善往复式骨架油封的泄漏问题,建立油封唇口密封区流体润滑的数值计算模型,模型考虑密封面粗糙形貌以及油封唇口的径向变形,通过求解雷诺方程分析密封区的流体力学特性,获得密封区的油膜厚度和压力分布,并分析激振频率和振幅对密封性能的影响规律。结果表明:随着激振频率的增加,内外行程中密封区的最小膜厚呈先增加后减小的变化趋势,激振频率越大,往复式骨架油封的密封性越差;内外行程中密封区的的最小膜厚随激振振幅的增加呈非线性增加,激振振幅越大,往复式骨架油封的密封性越好。综合考虑,为提高密封效果,往复式骨架油封适用于小频高幅的工作场合。     

动态轧制力下冷连轧机超亚谐共振特性分析

在考虑动态轧制力的基础之上,同时结合影响冷连轧机振动的机械结构、辊系间的非线性刚度以及周期性外激力等因素,建立了动态轧制力下的四辊冷连轧机非线性振动动力学模型。运用多尺度法求解得到了冷连轧机系统的3次超谐共振和1/3亚谐共振幅频特性方程,仿真分析了不同参数变化下系统的共振特性。发现外激力对超亚谐共振的影响均较微弱,可见轧制力的动态变化部分对系统所受外力有极好的调节作用。增大系统阻尼可以有效减小振幅和缩小共振区域,而非线性刚度对超谐和亚谐振动的影响比较剧烈,易造成系统出现失稳现象,因此需要选择适当的参数区间,使轧机得以平稳运行。     

TC4弯曲薄壁件的动力学特性研究

运用ANSYS15.0有限元软件对TC4弯曲薄壁件进行模态和谐响应动力学分析,得到了弯曲薄壁件的固有频率、振型分布和位移-频率响应曲线,确定了弯曲薄壁件产生共振的响应频率和峰值位移,对铣削加工过程切削参数进行了优化选择,研究了辅助支撑对弯曲薄壁件固有频率和振幅的影响,为选择合理的切削加工参数和有效抑制共振提供了参考依据...