考虑齿数变化的拉削系统非线性振动分析

针对拉削加工过程中参与切削刀齿数目的动态变化而导致的拉削力波动特征,建立理论计算模型并试验验证拉削力分析的结果。基于拉削力理论模型,建立含切削时滞效应的拉削加工系统非线性振动模型。利用平均法求解得到拉削系统的振幅和相位的分岔方程,分析系统参数对振幅响应的影响。分析结果表明阻尼比、非线性刚度的增大能够减小拉削时系统的振幅,而工件厚度和切削力系数增大会使响应振幅增大,振幅随时滞的变化规律具有周期性。最后通过近似解析解与数值仿真的对比验证方法的有效性。     

地声检测系统涡激振动研究及实验分析

为了研究水流对水底检测系统的影响,从涡激振动的原理及其作用力的表达式出发,建立检测系统圆柱杆件涡激振动的理论模型及振动微分方程,求解非线性振动微分方程,得到涡激振动的频率及振幅表达式。进行实验数据对比,解释舰船地震波场测试数据中异常的振动成分,表明检测系统上的圆柱杆件因受底流扰动形成涡激振动进而激励检测系统,从而使传感器接收到明显的涡激振动信号。针对涡激振动产生原理,提出抑制涡激振动的措施。     

多跨转子系统流体引发自激振动稳定性分析

以实际压缩机组多跨转子系统为研究对象,针对由间隙气流激振力引起的失稳问题,进行Alford力作用下多跨转子系统的动力学及稳定性分析。针对该类模型自由度多的特点,采用固定界面模态综合法降维措施与Newmark-β法相结合,提高了求解效率。研究交叉刚度、工作转速等对转子涡动的影响,以及多跨转子系统中Alford力的传递作用;通过以时间历程曲线为稳定性判据,进行不同交叉刚度、阻尼、刚度系数下的稳定性分析。结果表明,交叉刚度的增大会加重转子涡动,降低系统的稳定性;系统阻尼和刚度的增大可提高稳定性;失稳交叉刚度与支承的交叉刚度存在一定关系,当其大于支承最小交叉刚度且接近支承最大交叉刚度时,系统容易失稳。     

BTA深孔钻削系统粘滑振动及多瓣形振纹形成原因分析

使用BTA加工系统对一批深度为1 060 mm的工件进行深孔钻削,进给至中后期,加工表面存在严重质量缺陷,表现为多瓣形周期性振纹;为探究振纹形成原因,通过工件-刀具耦合摩擦模型,建立钻削系统运动微分方程并将实际物理参数代入解中;对比钻削系统进给至300 mm和900 mm深度时钻削系统的响应特征,发现中后期时钻削系统发生明显粘滑振动;结合CAE分析讨论进给至不同时期的钻杆末端振动类型及钻头加速度-频域响应结果,发现当进给至900 mm深度时,钻削系统鲁棒性明显低于进给至300 mm时的鲁棒性;利用加速度传感器对BTA钻削系统开展实验研究,当钻削系统发生粘滑振动现象时,实测出具有较明显周期性特征振动信号,且与工件出现周期性瓣形振纹的时间吻合。     

具有平方阻尼、中心激振非自治系统稳定性研究

本文研究的数字模型是针对深水海洋张力腿平台的张力腿在涡激下产生的非线性振动问题建立的。该非自治系统具有流体平方阻尼力和中心激振。同时，由非均匀流引起的横向涡激力幅值较小。文中采用Ｋｒｙｌｏｖ－Ｂｏｇｏｌｉｂｏｖ－Ｍｉｔｒｏｐｏｌｓｋｙ近似方法分析，用Ｌｉａｐｕｎｏｖ条件和Ｒｏｕｔｈ－Ｈｕｒｗｉｔｚ法则给出不稳定解存在的范围，并应用数值积分法讨论了稳定解的特性。     

优化铸件振动时效激振频率参数的研究

针对目前国内外铸件振动时效（VSR）研究中存在的问题,以梳棉机盖板为典型试件,分别利用试验模态分析技术和X射线衍射应力测量法测定试件的固有频率和宏观残余应力,较系统地研究了不同激振频率对铸造残余应力降低程度的影响．得出铸件宏观残余应力随激振频率变化的规律：激振频率不同,铸件残余应力降低程度不同,用铸件的固有频率激振可有效降低其宏观残余应力,用低阶固有频率激振降低残余应力的效果比用高阶固有频率好．设计铸件振动时效激振参数时,应优先选用铸件的低阶固有频率．     

高压输电线风雨激振特性研究及数值分析

高压输电线风雨激振严重威胁着输电线路的寿命和安全运行,其激振机理及防治措施成为电力系统急待研究的难题之一。在降雨、风载和电场作用下,在输电导线表面形成极化水线, 水线的运动诱发气动力变化导致输电线线路振动。本文建立了水线运动与输电导线振动耦合的风雨激振理论模型。采用龙格-库塔法对输电导线和水线运动方程进行数值求解,得到了输电导线和水线的响应,讨论了风速、导线结构阻尼和电场力等参数对输电导线振幅的影响     

基于应变振型的振动时效激振频率的确定方法与实验研究

为了获得较为理想的振动时效效果,提出基于应变振型的振动时效激振频率的确定方法。采用ANSYS有限元软件,对构件进行数值模态分析,通过分析应变振型和残余应力的分布规律,确定了基于应变振型的振动时效激振频率的确定方法和步骤,并在此基础上进行了振动时效的实验研究,验证该方法的提出对振动时效效果改善的有效性。结果表明:对于激振频率的选择应以构件表面的残余应力分布为依据,共振应变函数ψr为准则;通过该方法合理选择振动时效的激振频率,能够获得较为理想的振动时效效果。基于应变振型的振动时效激振频率的确定方法的提出,为振动时效激振频率的确定提供了技术思路,改善了振动时效的效果,具有一定的工程应用价值。     

三电机激振自同步振动系统的机电耦合机理

提出了一种三电机激振自同步振动系统,根据拉格朗日力学原理推导出了其动力学模型,给出了其机电耦合数学模型,建立了基于Matlab/Simulink的仿真模型.通过对几种典型自同步振动过渡过程的机电耦合行为的仿真分析,揭示了三电机激振振动系统自同步振动和振动同步的机电耦合机理,验证了所建机电耦合模型的正确性,为进一步开发大功率、高效节能的新型振动筛提供了理论基础.     

旋转配流激振阀输出特性分析及试验验证EI北大核心CSCD

提出一种旋转配流激振阀,为研究进口压力和阀芯换向频率对旋转配流激振阀输出特性的影响规律,采用多参考系方法(multiple reference frame,MRF)进行流场动态仿真,获得旋转配流激振阀输出压力和流量的动态特性曲线,并搭建电液激振试验台对仿真结果进行验证。研究结果表明:进口压力由14 MPa增至16 MPa,旋转配流激振阀输出压力、流量峰值分别提高了1.16%和6.98%;阀芯换向频率由100 Hz增至180 Hz,输出压力、流量峰值分别降低了1.24%和18.6%;进口压力工况下,输出压力、流量的仿真和试验结果的平均误差分别为0.18%、2.14%;换向频率工况下,输出压力、流量的仿真和试验结果的平均误差分别为0.10%、1.76%。仿真和试验结果整体趋势基本一致,证实了旋转配流激振阀结构的合理性及仿真模型的正确性。     

深水隔水管-测试管柱系统涡激振动实验研究

在深水测试作业中,隔水管和测试管柱形成双层管柱结构,其在海流作用下发生耦合振动,存在安全隐患.为了研究海流流速对隔水管-测试管柱系统振动的影响,搭建了隔水管-测试管柱系统涡激振动的相似实验装置,开展在不同流速下隔水管-测试管柱系统涡激振动实验.实验中用应变片采集数据,用模态分析法处理实验数据,分析隔水管和测试管柱在横向...     

双自由度涡激振动数值模拟方法研究

当前双自由度涡激振动数值模拟的研究模拟结果精度并不十分理想,尤其是对于最大振幅的响应的估计。在Jauvtis与Williamson的实验中,观测到低质量比圆柱的最大振幅可达1.5D,并将其命名为超上端分支。然而,当前研究很少有模拟结果能达到1.3D,甚至无法捕捉到超上端分支,其原因很可能是湍流模型本身的缺陷以及数值模拟参数设置的不合理。针对上述问题,基于开源软件OpenFOAM,采用了改进的k-ε湍流模型,研究了加速度对涡激振动响应的影响,优化了数值模拟方法。通过振幅、相位、轨迹、尾涡等响应的分析,证明在适当的加速度下,运用改进k-ε模型可对双自由度涡激振动实现较精确的数值模拟。     

斜拉桥拉索风雨激振的实验和理论研究

设计制作了可方便调节拉索模型倾角和风向角的试验装置以及用于测压试验的带人工雨线的拉索模型，在风洞中进行了试验，测量获得了具有典型倾角的拉索在不同风向角下，拉索和水线模型上的气动力。在此基础上，发展了三维刚性节段拉索模型和三维连续拉索风雨激振的理论模型。和以往的理论模型不同，在该模型中，分别建立拉索和水线的运动方程。应用这一理论模型，计算了拉索风雨激振响应，并分析了其机制。     

流体激发结构振动响应预测模型及激振力的识别

本文引入模态分析方法用以建立流体诱发结构振动的应变响应予测模型。具体讨论了处于横向流作用下的单根圆柱的振动应变响应问题,推导了用模态参数表达的应变传递函数矩阵及应变响应的表达式,叙述了应用电阻应变计来测量应变响应和应变传递函数的方法。在此基础上,测量了在某一流场条件下的振动应变响应,据此识别了流体激励力谱。实验结果表明,在雷诺数为10~4左右时,流体的激振力主要来自旋涡脱落,湍流脉动所起作用则较小。     

斜向激振模式下振动轮滞回耦合特性分析

据斜向激振模式下振动压实土壤的水平、垂直两方向滞回恢复力与位移间所呈不同滞回形态,考虑土壤密实度较高时振动轮在土壤面层水平方向发生的脱耦打滑、垂直方向发生脱耦跳振现象,采用仅据土壤特性参数的水平对称、垂直不对称滞回模型,分阶段按工况建立系统动力学方程;在一次近似前提下,利用谐波线性法将非线性作用力线性化为等效刚度及等效阻尼。通过数值计算,研究斜向激振下振动轮水平、垂直方向非线性滞回响应及相互耦合特性,分析压实进程中振动轮发生连耦、滑转及跳振工况下响应特性及工况相互转换规律。结果表明,压实进程中合理调整激振参量,一定程度可避免振动轮发生跳振、打滑现象,从而保证压实质量、效率及驾驶舒适性。     

空气静压止推轴承自激微振动数值分析及实验研究

随着控制精度和工作稳定性要求的不断提高,空气静压轴承气膜内部的自激振动成为制约气浮系统进一步发展的关键问题。以圆盘型中心供气小孔节流空气静压轴承气膜内的三维自激微振动为研究对象,基于流体润滑理论和修正的速度滑移边界建立了气膜的动力学模型和自激振动方程;基于平面流函数和大涡模拟方法,在确定气膜微振动形成机理的基础上,分析了三维气旋涡量分布特征和速度场变化规律;通过实验测试了气膜自激微振在三轴方向上的时域和频域特性,并分析了各轴向自激微振动的影响因素。研究表明:空气静压止推轴承的自激振动是气膜流场内三维气旋共同形成的,且沿气膜高度方向(z方向)的振动强度显著大于水平面内(x,y方向)的振动;轴承气膜内三个方向的自激振动强度都随着供气压力的增加而增加,且x,y方向自激振动的强度较z方向更为敏感;轴承气膜内三个方向自激振动的固有频率会随着供气压力的变化而改变,其中x,y方向自激振动的固有频率随供气压力增加而增长,而z方向自激振动的固有频率随供气压力的增大基本不变。     

双弹簧电液激振缸振幅补偿性能的研究

传统的电液激振缸随着激振频率的提高,振动幅值急剧衰减,振幅补偿性能变差。为了解决这一问题,设计了一种双弹簧电液激振缸结构。分析了双弹簧电液激振缸的工作原理,建立了其数学模型和AMESim仿真模型,研究了激振频率、补偿弹簧刚度对其活塞杆位移的影响。结果表明：当激振频率为28 Hz、补偿弹簧刚度为31 N/mm时,激振缸活塞杆的位移增大6.24 mm,相比同一条件下的传统电液激振缸增大了15倍多;在双弹簧电液激振缸的工作过程中,其活塞杆位移振幅存在振荡区和稳定区,稳定区内的振幅大小直接决定了振幅补偿效果的优劣;在补偿弹簧刚度一定的情况下,活塞杆位移振幅不与激振频率呈简单的正相关或负相关关系,而在某一激振频率下谐振现象最明显,能使振幅补偿效果达到最优;激振频率不同,则补偿弹簧最优刚度不同,随着激振频率的提高,补偿弹簧刚度应相应增大。相比于传统的电液激振缸,双弹簧电液激振缸的振动幅值有较大提升,在工程应用中能取得更好的振幅补偿效果。     

结晶器振动波形分析及其应用研究

在连铸连轧生产过程中，结晶器振动方式对铸坯的质量起到关键作用。结合结晶器的工艺特性，首先在理论上对正弦振动和非正弦振动两种方式的波形进行了分析比较，得出非正弦振动方式在结晶器振动过程更有利于提高铸坯质量结论，然后通过一应用实例证明了理论分析的正确性与合理性。     

平面闸门垂向自激振动机理和稳定性研究

通过分析平面闸门垂向振动机理将平面闸门垂向自激振动分为两类:流量系数及流体惯性引发振动与驰振引发振动,并对两种自激振动的机理与振动稳定性进行研究,重点考察Scruton数对闸门振动稳定性的影响,提出关于Scruton数的稳定性指标,实验结果与稳定性指标相吻合。