基于ANSYS的超声搅拌摩擦焊系统设计与仿真

针对搅拌摩擦焊技术在厚板焊接时焊缝深层易出现组织疏松等焊接缺陷的问题,提出将超声振动能量导入到搅拌摩擦焊缝区,设计了超声搅拌摩擦焊接装置。利用ANSYS软件的多物理场耦合功能,将结构场与电场进行耦合,建立了整个超声搅拌摩擦焊系统的有限元计算模型并进行了模态分析和谐响应分析。计算结果表明,其共振频率为19.494kHz,与后来实际测量的共振频率19.56kHz接近。在施加1000V的正弦电压时,其振动输出端的最大振动位移发生在频率为20kHz左右,振幅约为72μm,满足设计要求。     

基于Stribeck模型的自激系统分岔混沌特性研究

为了能够深入研究摩擦自激振动系统的振动-摩擦耦合动力学特性,建立基于Stribeck摩擦模型的质体 弹簧-带摩擦自激振动系统非线性动力学模型,利用数值仿真,研究自激振动系统在不同系统阻尼系数条件下,不同外部激励振幅和激励频率分别对自激振动系统分岔与混沌特性的影响。结果表明,当激励频率不变,无量纲激励振幅在0～1.5区间,系统持续准周期运动的时间随阻尼系数的增加而逐渐增长。振幅在10～11区间阻尼系数相对较小时,系统除倍周期分岔外还存在Hopf分岔;在阻尼系数相对较大时,系统为倍周期分岔。激励振幅不变,激励频率接近于派生系统固有频率时,为单周期同步振动;激励频率向大于派生系统固有频率方向变化时,为准周期运动;激励频率向小于派生系统固有频率方向变化时,为混沌运动。     

线性摩擦焊机振动系统幅相控制策略研究

为保证线性摩擦焊接过程能量输入的稳定性，提高线性摩擦焊机振动系统幅值与相位的控制精度，建立了振动系统目标信号、输入信号与输出信号之间的关系，提出幅相控制策略，设计了幅相控制算法控制器，并采用Simulink建立了系统控制模型，通过模拟仿真，得到了不同焊接参数下的算法输入参数。通过典型参数下的焊接试验，验证了幅相控制的可行性。根据焊接过程参数分析了不同控制方法的控制效果，结果表明采用所设计的幅相控制策略，焊接过程中振动系统的振幅误差为1.2%，相位误差为0.16°。     

电磁振动给料器给料速度的研究

针对电磁振动给料器在输送不同性质物料时存在调整困难的问题,将物料滑移和抛掷理论应用到电磁振动给料器的设计与调整中,开展了电磁振动给料器力学模型分析,提出了根据振幅选择合适工作点的方法,在对物料受力情况进行分析的基础上,着重研究了振幅与物料运动方式之间的关系,并建立了物料的运动方程,通过求解方程得到了物料在正向滑移、正反向滑移和抛掷等3种供料方式下的平均速度与振幅之间的关系。研究结果表明,电磁振动给料器的振幅不仅决定物料的运动方式,而且对送料速度也有很大影响。     

管网液压激振系统动态仿真与试验研究

针对传统的平面二维振动筛参振质量大、湿分性能较差及工作效率较低等问题,提出了一种能够使管网产生可控的多点激振和多自由度振动的新型液压激振方法。开发了基于管网激振的液压激振测试系统;建立了基于AMESim的仿真模型;研究了溢流阀设定压力、转阀换向频率对激振压力及激振油缸活塞杆振幅的影响;采用位移传感器、信号调理器及数据采集卡对液压激振系统进行了振动测试,并对振动信号进行了滤波处理。研究结果表明:激振压力随系统压力的增大而增大,随转阀换向频率的增大而减小;活塞杆振幅随系统压力的升高而升高,随换向频率的增大而减小;试验测试振动曲线与仿真曲线较好吻合,揭示了液压激振系统转阀换向频率、系统压力与油缸振幅之间的耦合关系,表明该液压激振参数的可控性,以及使管网产生可控的多点激振和多自由度振动的可行性;基于AMESim的管网液压激振系统模型能真实反映系统的动态特性,可为液压激振系统的设计与分析提供一种新途径。     

大振幅电磁振动机械的电磁分析

大振幅电磁振动机械是运行在机电共振状态并能实现大振动位移的振动系统,分析大振幅电磁振动机械的电磁关系是对电磁振动机械进行结构参数优化设计的基础。为了获得大振幅电磁振动机械的电磁物理关系,依据大振幅电磁振动机械的磁路模型,利用等效磁路分析方法,详细推导了气隙磁通与电流的关系、电磁力和电流有效值,最后验证了等效磁路分析方法的正确性。     

矿车车体减振特性分析

建立了矿车车体振动的力学及数学模型，运用控制理论分析了车体对阶跃激励的响应特性，得到了车体振幅变化规律及矿车振动力学模型中阻尼系数与车体振幅之间的关系，从而提出在矿车上安装干摩擦阻尼器，以增大系统的阻尼系数，减小车体的振幅。通过建立Simulink仿真模型，对具有不同阻尼系数的矿车车体的振动过程进行了动态模拟，从而证明增大阻尼系数可以减小车体的振幅。     

塑料焊接机的工作原理

1超声波塑料焊接机的工作原理 超声波焊接原理是通过超声波发生器将50／60Hz电流转换成15、20、30或40kHz电能。被转换的高频电能通过换能器再次被转换成为同等频率的机械运动,随后机械运动通过一套可以改变振幅的调幅器装置传递到焊头。焊头将接收到的振动能量传递到待焊接工件的接合部,在该区域,振动能量被通过摩擦方式转换成热能,将塑料熔化。     

复合式电磁悬挂系统馈能特性分析

为有效回收车辆悬挂振动能量,对馈能影响因素及相互间的关系进行分析。建立复合式电磁悬挂系统(composite electrical-magnetic suspension system,简称CESS)动力学及馈能电路模型,采用功率流的方法分析悬挂系统的能量输入、输出及耗散关系。在考虑传递效率的条件下,分析电阻比、激励频率及振幅对馈能效率与馈能功率的影响。讨论了减振指标及馈能性能之间的关系,通过台架试验分析了外接电阻与悬挂相对运动速度对馈能性能的影响。结果表明:采用功率流的方法可有效分析悬挂能量流动关系,馈能效率和馈能功率受电阻比、激励频率及振幅等因素影响;悬挂系统不能同时满足最大馈能效率和最大馈能功率,悬挂系统减振及馈能性能存在一定的相互制约关系。     

电磁动态挤出机转动与轴向振动之间特性关系研究

简要介绍了电磁动态挤出机的基本特征,通过实际螺杆简化成广义螺杆建立了振动的力学模型.通过实验测定了转速与振幅频率之间的关系,并通过实验验证了理论分析的合理性,并得到结论:在一定范围内,转速越高(低)螺杆轴向振动振幅越大(小),当其他条件确定时,转速随振幅或频率的增大而减小,但降低的幅度不大.     

基于EDEM的电磁振动给料机参数研究

针对电磁振动给料机无法实现自动化调速加料控制的问题,对不同参数下电磁振动给料机加料性能进行了仿真分析和实验研究。首先,利用SolidWorks软件对电磁振动给料机进行了三维建模,并将其导入离散元分析软件EDEM生成了计算模型;然后,在EDEM软件中分别改变电磁振动给料机的振幅、挡板高度、振动频率、振动方向角参数,对其在不同参数下的加料过程进行了模拟仿真;最后,通过实验验证了挡板高度和振幅变化对电振机物料输送流速影响规律与软件模拟研究规律的一致性。研究结果表明:流速随振幅、振动方向角的增加呈二次曲线变化;流速随挡板高度的增加呈线性增长;流速随振动频率的增加呈二次曲线和线性阶段性变化;通过对电磁振动给料机参数的研究,为电磁振动给料机的参数化设计和自动调速加料控制提供参考。     

劈刀悬伸长度对超声声学系统振动特性的影响研究

针对引线键合劈刀悬伸长度对声学系统谐振频率及劈刀刀尖振幅的影响等问题,推导出了换能器与变幅杆整体频率方程,建立了超声引线键合声学系统的有限元模型,开展了有限元模态分析,通过改变劈刀相对偏移量,得到了不同相对偏移量下对应的声学系统振动模态图、谐振频率和劈刀刀尖振幅,从而得到了相对偏移量与声学系统谐振频率及劈刀刀尖振幅的散点图及函数关系,在Agilent阻抗分析仪上对有限元分析结果进行了评价,进行了振动参数测试。研究结果表明,仿真结果和测试结果比较吻合,通过改变劈刀悬伸长度可以改变声学系统的谐振频率和刀尖振幅,当劈刀的悬伸长度为2 mm左右时,刀尖振幅达到最大,同时劈刀悬伸长度对于系统振动模态影响不大,且主模态与相邻模态相差较远,可有效避免系统频率混叠现象。     

大型工艺往复压缩机系统振动分析

对大型工艺往复式压缩机系统出现振动异常现象的原因进行分析,计算了不平衡力/力矩,在扰力矩计算的基础上对压缩机基础振动状况进行了分析;建立了压缩机-驱动电机轴系模型并进行了有限元模态分析,得到了轴系振动前六阶振型与相应频率;建立了气流脉动与管道系统振动分析的有限元模型,进行了有限元分析计算,得到了管路系统的固有频率和相关研究节点的振幅。分析计算结果表明：由扰力矩引起的机身振动在允许范围内;管路系统的流固耦合振动是导致压缩机系统发生振动故障的主要原因。通过调整压缩机运行转速,改变了激振力频率;提出了管路系统优化方案,优化后的管路系统的固有频率显著提高,能有效避开激振力频率,明显降低管路系统的振幅,其最大振幅降至165μm,满足API618标准要求。     

线性摩擦焊机振动系统分析

为促进整体叶盘线性摩擦焊接技术的发展及应用,从振动理论角度分析了线性摩擦焊机活塞与振动滑块之间的振动规律,建立了振动系统的单自由度强迫振动模型,得到了该系统的各振动参数的等效值,明确了系统的振动规律,为线性摩擦焊机振动系统的设计提供理论指导。     

电磁振动设备动力学参数分析与研究

根据简化的某型号电磁振动设备的物理模型,对电磁振动运行装置的激振系统进行动力学的分析和研究。经实验测试,得出了理论与实验相吻合的槽体振幅—输入电流关系公式。在槽体的振幅不大（〈2mm）时,理论计算与实验相吻合;但随着振幅加大,理论值与实验值将出现偏离,在测量的限度范围内,最大相对误差为3．7％。文章为进一步研究电磁振动设备,为参数化和优化电磁振动设备的设计过程提供理论依据和实验参考。     

机电集成电磁蜗杆传动系统参数振动响应

针对机电集成电磁蜗杆传动系统中啮合磁极数的周期性变化规律,推导了电磁啮合刚度傅里叶级数形式的表达式,建立了该机电耦合系统参数振动模型及其相应的线性时变微分方程。采用多尺度法推导了该系统自由振动近似解析解,给出了系统包含固有频率及固有频率与啮合频率的组合频率成分的自由振动、主共振、组合共振时域及频域响应曲线。结果表明：系统发生组合共振时的主导频率为系统的固有频率,系统的组合共振振幅随谐波次数增大而递减。     

风电叶片单点疲劳加载过程数值仿真与试验

设计了一套风电叶片单点疲劳加载系统,基于拉格朗日方程建立了振动耦合数学模型,对振动特征规律（叶片振幅、电机电流）分别进行数值仿真。当驱动频率与叶片固有频率偏差较小时,固存的机电耦合现象会导致叶片振幅稳定,若偏差增大,叶片振幅则发生剧烈波动。加载源电流跟随叶片振动产生周期性波动,且转速越大,等负载下的电流相对越大,共振时电流达到最大。建立了一套单点疲劳加载试验系统,对振动过程中的叶片振幅和电流进行测试。试验结果验证了数学模型与仿真模型的准确性,该结论为疲劳加载解耦控制算法的制定提供了理论依据。     

高频周期位移激励下的叶片辊轧机振动特性研究

根据齿轮齿条啮合特性,建立了含有高频周期位移激励的叶片辊轧机非线性垂直振动模型。采用多尺度法求解了系统非线性振动的近似解,研究了高频周期位移激励的振幅、频率对叶片辊轧机非线性垂直振动的影响。研究结果表明:随着高频周期位移激励振幅的增加,系统振幅增加,且振动系统出现了高次谐波振动;高频周期位移频率的增加使振动系统振幅、频率减小,且高次谐波振动减弱。研究结果为叶片辊轧机系统动态特性优化提供理论依据。     

磁流变阻尼器振动特性研究

对磁流变阻尼器振动系统模型建立振动微分方程,分析稳态响应后振幅与阻尼和频率的函数关系。用磁流变阻尼器的振动数据建立ARMA(2,1)时间序列模型,由二阶模型转换计算振动系统阻尼比、无阻尼固有频率和响应时间。     

电磁谐振式高频疲劳试验系统动态特性分析

针对电磁谐振式高频疲劳试验系统动态特性分析的问题,根据振动学共振理论,建立了高频疲劳试验机振动系统的动力学模型,并且得出了系统的固有频率和工作台共振振幅的计算公式;同时通过仿真,分析了试件刚度对系统固有频率和工作台共振振幅的影响,并通过做图进行了详细的说明;最后搭建了基于虚拟仪器技术的实验平台,并进行了相关实验以验证所得出的模型是否符合实际。研究结果表明,该系统的动态特性仿真结果与实验所得数据在误差允许的范围内能够较好地吻合,验证了动力学模型建立的正确性;为高频疲劳试验系统谐振频率的跟踪和工作载荷的高精度控制提供了理论基础,与此同时,工程人员可以依据这一模型对高频疲劳系统的动态性能进行预测分析,具有一定的工程价值。