轴流式水轮机组振动传递路径分析

轴流式机组的振动问题已成为影响其稳定运行的重要因素之一。为分析轴流式水轮发电机组的振动特性,从振动传导路径的角度出发,基于振动基本理论、一般概率摄动法、矩阵微分理论等方法,在建立合理简化模型的基础上,以区间参数表征各导轴承刚度等参数的不确定性,对水力激励的各主要振动传递路径进行理论分析和数值计算,最终在频域内给出振动路径传递率的梯度排序及其扰动范围。通过算例分析,验证了方法的可行性,为分析机组传递路径及振动控制等问题提供的技术支撑。     

复杂扰动条件下水电站振动传递功率流分析

为分析水电站实际振动的复杂扰动对结构动力特性分析的影响,在单扰动分析的基础上,结合功率流、Kronecker代数、Hadamard积及随机摄动理论,推导了考虑参数相关和扰动相关的复杂扰动条件下的功率流随机参数结构分析方法,并应用于水电站竖向振动传导分析。通过水电站厂房结构振动分析表明,复杂扰动分析方法的结果是正确的,可分析各参数扰动对能量传导率的灵敏度问题。该研究能够有效降低扰动范围,提高分析的准确率,为准确分析振动传导路径提供保障。     

振动传递路径的功率流传递度灵敏度分析

摘 要：基于振动的功率流理论和一般概率摄动法,研究振动传递路径的功率流传递概率的度量问题,提出了频域内振动传递路径系统的路径功率流传递度的新概念和方法。在考虑工程中的不确定因素以后,在频域内清晰地描述了振动传递路径系统的路径功率流传递度。研究功率流传递度对这些不确定因素的敏感程度,估计参数变化的效果,从而指导系统结构的优化。     

基于扩展工况传递路径分析的驾驶室振动传递路径二级建模应用研究

阐述了OPAX方法的基本理论,对某中型卡车驾驶室振动实施传递路径分析,并针对该车结构设计特点,提出基于OPAX方法的二级TPA分析模型,分别为动力总成-驾驶室一级传递路径模型和车架-驾驶室二级传递路径模型。通过建模测试计算获得各级悬置动刚度、工况载荷和路径贡献量,准确定位引起驾驶室振动水平较大的原因,提出改进方案,有效减小驾驶室振动水平。该应用研究表明二级TPA模型更符合研究对象的结构设计,能反映出更详尽的结构路径特性,是对已有TPA模型的丰富和拓展,对OPAX方法的工程应用具有重要的借鉴意义。     

双扰动条件下水轮机竖向振动传导功率流分析

为分析水电站实际振动的复杂扰动对结构动力特性的影响,在单扰动分析的基础上,结合功率流、Kronecker代数、Hadamard积及随机摄动理论,推导了双扰动条件下的功率流随机参数结构分析方法,并应用于水电站竖向振动传导分析。通过水电站厂房结构振动分析表明,双扰动分析方法的结果是正确的,可分析各参数扰动对能量传导率的灵敏度问题。据此可更全面的分析水电站竖向振动的传递路径,同时为解决复杂扰动的水电站振动传递路径系统分析提供一种新的解决思路。     

基于二阶摄动的水电机组振动传导研究

在处理参数结构动力响应问题时,现有的分析方法大多局限于一阶分析方法,若参数的不确定量稍大,如油膜等参数,采用一阶分析方法分析可能会失效。在一阶摄动方法的基础上,推导了以二阶偏导计算为基础的二阶摄动分析方法,能够计算频域内结构的振动传递效率,并通过简单算例、水电机组竖向振动传导分析算例验证了方法的可行性,但二阶摄动法在水电机组振动分析时,特别是在固有频率处,存在误差放大的问题。明确了二阶摄动法在水电机组振动传导研究的适用性,即仅适用于非固有频率处的大扰动项分析,为进一步的研究复杂结构的传导路径提供基础。     

导弹耦合作用研究

本文提出了轴对称导弹弹体在复杂条件作用下的动力学模型的建立方法,并对导弹弹体的振动特性及柔性变形对弹道的影响进行了研究。首先,依据传统的导弹飞行力学理论,分别建立了控制力、气动力耦合作用下的刚性导弹和柔性导弹弹体动力学模型;然后,在铁木辛柯梁弯曲理论的基础上,推导出控制力、气动力和弹性振动耦合作用下的柔性弹体变形方程;最后根据上述模型,分析了柔性变形对弹道参数的影响.     

区间参数智能梁结构开环系统动力特性分析

以区间参数压电智能梁结构为研究对象,在材料性能参数和几何尺寸为区间变量时采用区间分析法建立了结构质量矩阵和刚度矩阵的区间模型。从求解结构振动动态特性的Rayleigh商出发,利用区间变量运算法则推导出了结构开环系统固有频率的数字特征表达式。通过算例,考察了区间参数对结构固有频率特性的影响,验证了所建模型和方法的可行性与合理性。研究结果表明,文中利用区间系数分析法来研究压电智能梁结构开环系统的动力特性具有一定的工程应用价值。     

水下加肋双层圆柱壳体振动传递特性分析

研究水下双层圆柱壳体振动传递特性具有重要的工程意义,尤其对于水下结构噪声快速预报和外壳表面速度场实时重构.以此为出发点,通过双层加肋圆柱壳体模型水下振动试验研究了不同激励条件下内外壳体振动特性;然后建立了水下双层圆柱壳体有限元模型,计算分析了壳体在流固耦条件下的振动路径及特性,找出了不同激励方向、流体耦合方式和内外壳体连接方式等典型因素下内、外壳体间振动传递规律,为速度场重构和水下噪声预报提供了一定的理论指导.     

基于摩擦自振的轮胎-悬架振动系统仿真分析

在胎面-路面单自由度模型的基础上,将悬架、轮胎、胎面三者各自的物理特性同时纳入研究范围,运用多刚体系统动力学方法建立起悬架-轮胎-胎面四自由度ADAMS模型。仿真结果表明了当胎面产生剧烈自激振动时,其能量会传递到悬架和轮胎,使得前束角、外倾角和轮胎的垂向跳动都产生频率相同但程度不同的自激振动,证明了理论模型的正确性。并对该四自由度系统进行分岔数值模拟,找出了轮胎胎面产生自激振动的车速区间,为今后进一步的非线性理论研究以及实验研究奠定了理论基础和研究依据。     

纯电动客车振动试验分析及动力总成隔振优化

汽车电动化使动力总成的振动噪声特性发生很大变化,带来了新的NVH问题,作为短途客运主要运输工具的纯电动客车尤为明显。针对某纯电动客车在行驶中存在振动较大的问题,结合实车试验与理论仿真,研究其振动传递特性及隔振优化。首先,基于LMS Test.lab振动噪声测试平台,采集了车内地板与底盘关键点的振动信号进行振动试验分析,根据车内地板振动响应特性对18条振动传递路径进行振动贡献量分析,求解出各个传递路径对车内目标点振动的贡献量,确定振动的主要贡献路径。其次,根据传递路径分析结果,针对主要贡献路径上的减振关键环节(动力总成悬置)进行隔振性能分析,结果显示电机动力总成悬置系统较差的隔振性能是引起车内振动过大的主要原因。为此,进一步建立了六自由度动力总成优化模型,采用多岛遗传优化方法对悬置系统参数进行优化匹配设计。结果表明,悬置系统的隔振性能获得了显著提升,车内振动过大问题得到有效解决。     

传递路径分析在结构设计中的应用

传递路径分析是一种结构振动性能优化、故障诊断、结构振动性能评估的有效方法和手段。在原理台架上进行的传递路径分析研究中,简要阐述了传递路径分析方法的原理及其特点,将试验结果与仿真分析相结合,对比验证了结果的可行性和有效性。在原理台架上分别对4种改进设计结构进行传递路径分析,最终确定一种合理的结构。分析结果表明,传递路径分析法能有效的找出结构振动传递路径,从而在路径上进行控制结构的改进,为有效的降低结构振动提供依据。     

混合传递路径分析方法

根据悬臂壳实验台结构建立有限元模型,并结合实验模态分析对其进行修正,建立高精度有限元模型。利用实验模态分析结果计算结构阻尼参数,确立混合传递路径分析(TPA)中频率响应函数(FRF)的有限元计算方法,并且与实验结果对比,验证其有效性和可行性。利用Tikhonov正则化方法进行载荷识别,对悬臂壳实验台进行混合TPA实验研究,获得不同频率下各路径对目标点振动的贡献量,并将各路径对目标点的振动贡献量进行矢量叠加,与实验测试值进行对比。结果表明,各路径贡献量叠加结果与实验测试值吻合较好,可确定该结构的主要振动传递路径,从而为结构优化奠定基础。     

瞬态热传导区间反演分析

基于区间有限元和矩阵摄动理论, 引入同伦技术, 建立了瞬态热传导不确定性区间参数反演识别的数值求解模式。利用测量信息和计算信息的区间残差构造同伦函数, 将反演识别问题转化为一个优化问题进行求解。时间域上, 引入时域精细算法进行离散, 空间上, 采用八节点等参元技术进行离散, 并结合区间有限元法, 建立了便于敏度分析的不确定性正反演数值模型。该模型不仅考虑了非均质和参数分布的影响, 而且也便于正演和反演问题的敏度分析, 可对导热系数和热边界条件等宗量的区间范围进行有效的单一和组合识别, 并给出了相关的数值算例。数值结果表明了所建数值模型的有效性和可行性, 并具有较高的计算精度。     

《舰艇艉部纵向激励传递特性分析》

采用有限元/边界元方法对艉部的声振特性进行研究。首先建立了包含主推进系统在内的有限元模型,分析流固耦合下结构的振动,并利用边界元技术进行结构水下声辐射预报。然后根据传递路径分析方法,对纵向激励下艉部的传递路径进行分析排序。结果显示,纵向激励下,推力轴承基座是艉部振动的主要传递路径。在确定了潜艇艉部的主要振动传递路径后,在主要传递路径上采取隔振措施,以达到减振降噪的目的。研究表明,改变推力轴承的刚度和基座结构形式,对艉部的减振降噪有一定作用。     

不同载荷识别的结构振动传递路径分析方法研究

为提高传递路径分析(Transfer Path Analysis,TPA)方法在结构振动传递特性分析中的有效性和工程实用性,提出不受振源存在或移除影响的逆矩阵法(MIM)识别工作载荷,并与直接测量法、复刚度法(CSM)、参数化模型的动刚度法在载荷识别时的适用范围、性能特点进行比较分析。由此建立相应的三种TPA方法,并结合振动模型算例,系统深入地分析三种TPA方法的性能以及结构特性参数对TPA方法性能的影响。分析结果表明给出的MIM-TPA方法在结构振动传递特性分析时具有更佳的精度和稳定性,并最终确定不同TPA方法的计算精度、效率及适应范围,极具工程应用价值。     

工况传递路径分析用于辨识车内噪声源

为了在不拆除耦合部件情况下,实现车内噪声辐射源和振动激励源快速辨识,应用工况传递路径分析方法建立车内噪声传递多输入、单输出模型。进行偏奇异值分析辨识出车内噪声主要辐射源和振动激励源,计算各条传递路径对车内噪声贡献量,并且将目标点合成噪声与实测噪声进行对比。在定置怠速工况下通过拆除某路径后预测噪声与实测噪声对比,验证模型正确性。该方法不限具体车型,可以广泛地应用于车内噪声传递路径分析。     

电动汽车拍振问题分析及改进

某电动汽车的空调系统存在间歇性异常振动噪声,严重影响驾乘舒适性。文章首先采用分别运行法快速锁定了压缩机和冷却风扇为故障相关零部件,并基于零部件结构特征分析、拍振理论分析、时域数据分析和频谱分析确认该故障为拍振;然后通过传递路径分析及试验确认了该拍振故障的作用机理;最后针对压缩机和冷却风扇两个关键零部件,分别基于源、路径两个方面提出了多种改善措施并通过单品及整车验证确认了改善方案的有效性。分析结果表明,降低振源激励、提升传递路径隔振能力可有效处置拍振问题,车内噪声降低可达8.1 dB(A),降幅约为13.94%。     

基于经验线性涡激力的桥梁涡激振动TMD控制

涡激振动是大跨度桥梁在低风速下容易发生的一种风致振动,是大跨度桥梁抗风设计中的重要环节。为了有效抑制桥梁的涡激振动,研究了TMD对桥梁涡激振动的控制。建立了桥梁与TMD组成的振动系统的运动方程,在复频率里对运动方程进行求解,推导了振动系统的频率响应函数,给出了TMD参数优化设计的方法。以一大跨度悬索桥为实例,对该悬索桥进行了1∶20的大节段模型涡激振动风洞试验,获取了桥梁的涡激振动气动参数,分析了TMD对桥梁涡激振动的控制。TMD参数优化结果表明:质量比越大,控制率越高,但工程中应综合经济性等因素考虑合适的质量比;TMD质量比一定时,TMD与桥梁的频率比趋近于1附近,相位差趋近于π/2附近,控制率较高;当桥梁主梁高度对TMD行程有限制时,涡振控制效果将受到影响,利用TMD进行桥梁涡激振动控制需结合TMD的行程来综合考虑参数的优化取值;就本桥而言,当按质量比为1%设计TMD最优参数时,在整个涡振区风速范围内,桥梁的涡激振动都得到了有效的抑制。