Approximate solution of the differential equations of motion of inertial-pulsed transmissions

Approximate methods of solving the nonlinear differential equations of motion of inertial-pulsed transmissions based on a pulsed mechanism are compared. These methods take account of the nonuniform driveshaft rotation and the dynamic characteristics of the motor. Analysis of the solutions reveals the best method for dynamic study of the given transmissions.     

Investigation on acceleration performance improvement of electro-hydraulic shake tables using parametric feedforward compensator and functional link adaptive controller

Electro-hydraulic shake table (EHST), also known as earthquake simulator, is of considerable significance in civil engineering for evaluating structures or infrastructures subjected to earthquake ground motions. However, reproduction of prescribed accelerations at table for EHST systems remains to be imperfect as the whole systems are confronted with hydraulic nonlinearity, varying dynamics, unexpected disturbance, etc. For enhancing the acceleration tracking performance of EHST systems, an acceleration waveform reproduction strategy using offline designed parametric feedforward compensator (PFC) and online functional link adaptive controller (FLAC) is proposed in this paper. The PFC controller is established on the basis of classical three variable controller (TVC) as an inner compensation loop, in which multi-innovation forgetting gradient (MIFG) algorithm together with zero magnitude error tracking (ZMET) technique are utilized during the design process. The FLAC controller is combined to the PFC controller as an outer loop for further acceleration enhancement purpose, and the controller’s nonlinear mapping ability is achieved with trigonometric expansion implementation. Following theoretical analysis of the proposed controller, comparative experiments are performed on an established unidirectional EHST test bench with both random and real-time recorded earthquake input waveforms. The experimental results validate the feasibility and superiority of the proposed acceleration reproduction strategy.     

振动标定试验台的研究设计

利用曲柄滑块机构的原理,设计了机械式振动标定试验台,该振动台可以提供标准的简谐振动,能够实现一定范围的调幅,能通过调节电机的转速控制振动台的频率。本振动台为加速度转换为位移提供重要的试验依据,为振动加速度传感器的标定提供试验平台,为零件的振动能力提供相应的数据参考。     

汽车自动变速器输出轴角加速度检测通道的设计与实现

针对汽车自动变速器换档冲击的原因,设计了汽车自动变速器性能检测实验台的输出轴角加速度检测通道,包括通道结构、信号处理硬件电路以及对应的检测软件程序;针对相应的信号处理电路,采用牛顿插值法,推导了角加速度计算公式,并建立了角加速度数学模型;编写了基于牛顿插值法的角加速度算法的LabVIEW软件程序;通过台架实验,采集相应的输出轴实验数据,对算法程序进行了分析,并将结果与Matlab的计算结果进行了比较。研究结果表明,该检测通道的软、硬件设计具有较好的实时性和准确性。     

负载口独立控制系统主被动加载试验台振动特性分析

主被动加载试验台是对负载口独立控制系统进行主动和被动控制性能试验测试的关键设备。为了分析试验台加载过程中加载力对试验台的振动特性的影响,采用有限元网格划分软件Hypermesh对试验台整机进行了网格划分,定义了材料属性,并通过有限元仿真软件ANSYS Workbench对主被动加载试验台分别进行了静力学分析、模态分析、位移谐响应分析和加速度谐响应分析。仿真结果表明:从试验台的振动过程中的固有频率变化、振幅变化、位移响应分布、加速度响应分布、振动传动路径等可知,主被动试验台在加载试验中,将加载力的频率控制在35 Hz以内,可以避免由于加载而产生的试验台共振现象。     

新型2-DOF高加速定位平台的动态性能研究

微电子封装业的迅速发展对封装设备中的运动定位平台的运行速度以及加速度的要求越来越高,研制新型高加速精密定位机构成为十分迫切的任务。针对这种需求,提出一种新型2-DOF平面并联定位机构,它由直线电机直接驱动含有平行四边形支链的并联杆机构来实现末端平台平面内的平动。采用Largrange方程建立了动力学模型,然后基于奇异值理论得到了机构的速度与加速度极值表达式,分析了平台在关节速度限制下的速度特性,以及在关节力矩限制下平台的加速能力。分析结果表明此定位平台运动最大速度最差可达0.8m/s;最大加速度最差可达12g,最好情况下可达14g。实验验证此定位平台具有高加速度的运动特性,可达上述速度与加速度指标。     

修形人字齿轮振动测试试验台可行性验证

为验证封闭功率流式修形人字齿轮振动测试试验台的可行性,首先,搭建封闭功率流式人字齿轮系统振动测量试验台,依据试验台建立了包含陪试齿轮、试验齿轮以及加载扭力轴的24自由度啮合型弯-扭-轴耦合振动模型;然后,选用设计的某人字齿轮齿面三维修形的试验齿轮作为计算实例,分析了不同扭力轴刚度下,陪试齿轮对试验齿轮啮合线向相对振动加速度的影响。结果表明,在给定工况下,陪试标准齿面人字齿轮对修形人字齿轮的齿面相对振动影响为1.35%,远低于修形齿面18.2%的减振率,因此用该试验台进行人字齿轮传动系统齿面三维修形减振测试切实可行。陪试齿轮对试验齿轮振动的影响程度随着扭力轴刚度增加而增加,故试验中在满足系统强度、传动平稳及布置要求的前提下,应将扭力轴扭转刚度设计的尽量低,应最大幅度地降低扭力轴扭转刚度设计值,以减小陪试齿轮对试验齿轮振动测量的影响。     

基于摩托车发动机动态台架的加速性能研究

简述了摩托车发动机动态测试的重要性。根据摩托车动力学理论,研究了摩托车发动机动态台架的组成结构、控制工作原理、动态试验流程,在动态台架上模拟了摩托车超越加速性能试验,并分析了不同油门变化率时的加速性能和规律。结果表明,加速性能不仅与油门开度有关,还受到油门变化率的影响,一定范围内,油门变化率小的加速性能要好于油门变化率大的加速性能。     

履带式车辆特殊路面反应谱测试

工程机械及履带式车辆所行驶的路面多数为非人工路面,基于公路路面的路面谱测量方法不再适用,因此描述与分析了履带车辆通过碎石路面的特点及采用直接在第一轮轴上安装加速度传感器进行测试的方法.并在理论上分析对采集的加速度信号进行处理的原理方法,以功率谱密度作桥梁,把实测路面对车辆的加速度激励信号转化为时间域上的反应谱,再通过车速信号,获得特殊路面的空间谱并计算给出谱的有关特征值.最后,对获得的谱与国家标准路面谱进行了对比.     

DCT变速器实验台增速箱的噪声源识别与控制

某汽车DCT变速器性能实验台的增速箱在转速和负载比较大的时候发出很大的噪声，严重影响了实验台的正常使用。利用日本Onosokki公司的DS2000数据采集系统测量增速箱声压信号和振动加速度信号，并对其进行功率谱分析，找出升速箱噪声的特征频率及噪声源。然后对产生噪声的齿轮对进行了修形，降低了噪声。     

阻尼对数控机床工作台轴向振动的影响分析

为研究阻尼对滚珠丝杠进给系统动态性能的影响,综合考虑了丝杠扭转振动和轴向振动的耦合,利用拉格朗日方程建立进给系统的动力学模型,并采用MATLAB软件对其动力学方程求解,得到不同阻尼参数下工作台轴向振动的加速度曲线。分析结果表明,螺母阻尼对工作台的轴向振动影响最大,导轨阻尼影响次之,电机转子扭转阻尼影响最小;增大阻尼可减小工作台的轴向振动加速度。     

台虎钳传动螺母的改造

台虎钳是广泛应用于钳工工程的一种工作机具，而台虎钳中的传动螺母由于质量或使用方面的原因，经常会产生爆裂现象。如何修复，本文提供了一种值得借鉴与推广的方法。     

工程机械混合动力系统实验台测控系统

为了研究工程机械混合动力系统的机电耦合特性和轴系的振动特性,研制了由柴油机、电动机和液压泵共轴连接组成的工程机械混合动力系统实验台.设计了由工控机、PCI总线控制卡和组态软件组成的实验台测控系统,分析测控系统输入信号和控制信号的数量与类型,确定测控系统控制策略的设计原则和开发过程.通过在柴油机输出轴的端面布置3个加速度传感器实现柴油机工作时曲轴的振动特性,对不同负载功率下柴油机曲轴的振动特性进行试验测试.测试结果表明,柴油机曲轴的振动能量集中在径向,轴向的振动能量可忽略不计;设计的测控系统能实现混合动力系统轴系振动性能测试.     

弧面分度凸轮机构动力学建模与Simulink仿真技术的研究

对弧面分度凸轮机构动力学特性进行了研究，考虑间隙存在、柔性轴和电机特性下，建立了系统动力学方程，应用Matlab／Simulink求解和动态仿真。结果显示间隙对凸轮和工作盘的响应有影响，从动件最大角加速度提高28％，电机输出轴角速度高频振荡。     

汽车液压减振器抗异响稳健性设计

通过减振器台架试验对某双筒液压减振器仿真模型进行了置信度检验。以能表征异响程度的杆端加速度时域峰、谷值绝对值之和为目标函数,基于高精度仿真模型对19个设计参数进行了灵敏度及影响规律分析,在此基础上对灵敏度较大的11个参数进行了稳健设计,得到了信噪比最大、稳健性最好的最优参数组合。应用方差分析区分了设计参数对信噪比的显著程度,进一步调整对信噪比不显著但对目标函数较敏感的参数取值,最后通过台架试验进一步确认了最优方案,为其他类型减振器抗异响设计提供参考。     

基于虚拟迭代及有限元理论的某中型货车驾驶室疲劳寿命研究

以某中型货车的驾驶室为研究对象,通过整车典型强化路面试验测量得到驾驶室悬置位置及车架上相应位置的加速度响应信号,并基于K&C试验台和MTS试验台分别测量得到驾驶室质心、转动惯量和衬套刚度阻尼等参数。采用ADAMS建立驾驶室和车架的刚柔耦合多体动力学模型;采用Femfat.lab软件使用虚拟迭代的方法计算驾驶室悬置处和翻转机构处的载荷谱;最后运用Miner线性疲劳累积损伤理论在疲劳仿真软件nCode中进行疲劳分析。通过台架试验验证了疲劳仿真的结果,并通过结构尺寸参数的重新设计使驾驶室前围板的疲劳寿命满足了设计要求。     

电液伺服式减振器测试平台控制策略

针对国内汽车减振器行业生产、检测和研究的迫切需求,为测试减振器在复杂多变的载荷谱作用下的响应性能,搭建了电液伺服式减振器测试平台,研究了测试台伺服控制策略。基于Matlab/Simulink软件,建立测试系统的仿真模型,并对其进行仿真。采用三状态控制策略提高系统响应和跟踪精度。仿真结果和试验结果对比表明,采用该控制策略能保证系统稳定性,提高系统带宽,使测试平台精确测试减振器阻尼力和加速度的衰减。     

机械振动对吸收式制冷强化作用的理论与试验研究

针对吸收式制冷机的传热传质过程,提出了一种通过振动来强化其过程的方法。搭建了相关的试验台,将一台吸收式制冷机组放置在一个电动振动台上,电动振动台的频率和振幅可调节,对吸收式制冷机组在振动情况下的运行情况进行了试验研究,探究振动对其传热传质的强化效果。     

冲击动力实验系统的研究与开发

论述了冲击动力学实验系统的设计方案,研制功能多、兼容性强、扩展性好的斜面冲击试验台架,提出了“双挡光片法”测速方法,推论出用“多挡光片法”精确测定变加速运动速度的新构想。     

进给系统振动特性研究及新型加减速控制策略

不平滑的运动指令导致数控机床进给过程中产生振动。本研究基于滚珠丝杠进给系统集中质量动力学模型,建立了伺服电机扭矩激励与进给系统响应的理论模型,分析了运动指令加速度曲线功率谱与进给系统振动响应的相关关系。针对加减速策略中存在的加加速曲线开始点和结束点不连续而引入振动激励的问题,提出一种类余弦加加速加减速控制策略,实现了加加速全过程的平滑过渡。以某滚珠丝杠进给实验台架为例,建立并实验验证了该台架的集中质量动力学模型,在此基础上建立了加减速控制策略激励特性分析的仿真模型,对加减速控制策略的激励特性进行了对比分析。仿真结果表明,类余弦加加速策略的激励特性最小,其工作台响应的功率密度是有限加加速策略的万分之一,是正弦加加速策略的1%。