环形沟连续屏障隔振效果分析研究

采用模型试验法,通过控制变量探究了环形沟连续屏障减隔振中,激振频率、环形沟深度、宽度及振源距等几何参数对其隔振效果的影响。结果表明:激振频率在10 Hz～200 Hz之间增加时,振幅降低比Ar值约降低0.45左右,且在10Hz～60Hz之间,Ar值降幅更为明显,即低频率段时,随频率的增加,环形沟隔振效果增强速度更快;环形沟深度在30cm～50cm之间变化时,Ar值约降低37.5%左右,沟深对环形沟隔振效果影响显著,且沟深越大,隔振效果越好;振源距在60cm～100cm之间变化时,Ar值约降低24.5%左右,因此振源距对于环形沟隔振效果也有着一定的影响,且振源距越大,隔振效果越好;环形沟宽度对隔振效果影响很小;其它条件一定时,高频率段的环形沟隔振效果对空沟深度、振源距的变化更为敏感。     

砂土中空沟、排桩隔振效果对比试验研究

为了研究砂性土中相同条件下设置空沟、排桩时隔振效果的优劣对比,以室外试验的方法对设置屏障时相同振源距、深度下两种隔振措施进行试验对比,结果表明:设置空沟时的隔振效果要明显优于排桩的隔振效果,当屏障深度、激振频率一定时,随着振源距离的增加,设置空沟时振幅降低比降低了0.069左右,排桩时振幅降低比降低了0.032左右.当屏障振源距、频率一定时,随着屏障深度增加,设置空沟时振幅降低比Ar值降低了0.069左右,排桩时,Ar值约降低了0.032.当振源距、屏障深度一定时,随着激振频率的增加,两种隔振措施的隔振效果都有所增强.     

不同埋置深度对桩的隔振效果的研究

为了研究桩的埋置深度对桩隔振效果的影响,本试验通过控制变量法,研究了埋置深度对桩隔振效果的影响。在本试验条件下得出以下结论:混凝土的桩能够有效的隔离振动波。随着振源距的增大,振幅降低比Ar值逐渐减小,隔振效果显著,但距离增大到一定值后,振幅降低比Ar值逐渐增大,隔振效果减弱;不同埋深的最佳隔振区域都在控制点与振源中心60cm-80cm之间。埋深5cm时,隔振最优区域的Ar值分布在0.612～0.640之间;埋深100mm时,隔振最优区域的Ar值分布在0.736～0.769之间;埋深150mm时,隔振最优区域的Ar值分布在0.822～0.834之间,随着埋深的增大,最优隔振区域的Ar值增大,隔振效果减弱。埋深从150mm降到100mm时,振幅降低比Ar值的幅值降低10%,隔振效果增强10%,埋深从100mm降到50mm时,振幅降低比Ar值的幅值降低20%,隔振效果增强20%,说明埋深越小,隔振效果越好。     

一种基于不平衡力激振的动刚度测试方法

提出了一种隔振基础动刚度测试方法。该方法以不平衡力作为激振力,测试了不同转速下隔振基础沿径向的微振动位移,并分析了与转速同频的振动位移幅值,通过计算位移与激振力的比值,获得不同转速下隔振基础沿转盘径向的动刚度。运用该方法对某精密离心机隔振基础动刚度进行测试和分析。结果表明:隔振基础在1~5 Hz的动刚度为108N/m量级,动刚度随着频率先增大后减小。通过计算可知振动位移与不平衡力的相关系数为0.98,从而验证了采用不平衡力作为激振力的可行性。     

正弦荷载和列车荷载下地铁环境振动减振措施数值模拟研究

对地铁列车运行引起的环境振动以及减振措施进行研究,首先,应用 ＡＢＡＱＵＳ数值分析软件,建立有限元－无限元隧道－土耦合模型;然后,在模型中采用单位正弦荷载进行激励,分析地表不同位置的振动加速度幅值;最后,比较了地铁隧道空沟及填充沟在不同列车荷载激振频率、隔振沟 沟深、距离和填充材料等情况下的隔振效果。模拟实验结果表明：空沟的深度对隔振效果的影响很大,深度越深隔振效果越好;对于高频荷载,振动在土体衰减变快,空沟到振源的距离对隔振效果的影响不大;对于低频荷载,空沟到振源的距离增加后隔振效果明显;填充沟的填充材料刚度是影响隔振效果的关键因素,隔振材料刚度越小,其隔振性能越好。同时对实际地铁荷载进行分析,利用实测钢轨加速度获得轮轨间动力作用力,将其施加至有限元模型中,从时域和频域两个角度对比分 析了填充沟的减振效果,验证了填充沟减振措施在实际工程中的适用性。     

新型捣固装置的结构建模与仿真

针对国内捣固装置技术长期依赖引进,缺乏自主知识产权,通过对比分析Plasser,Matisa,Harsco 3家公司捣固装置的激振原理和结构特点,提出一种液压激振与夹持运动独立的捣固装置,以克服捣镐振动产生的夹持液压缸的摆动问题,并设计一种新型转阀来提高液压激振系统的频率和流量.通过建立捣固装置的数学模型,采用Matlab/Simulink软件进行研究.分析结果表明,当阀芯旋转频率为10 Hz,阀口轴向面积导通宽度为10 mm,阀芯沟槽的最大周向导通宽度为8 mm时,激振液压缸最大位移为4.2 mm,从而实现捣镐振幅为8.82 mm,激振频率为40 Hz的振动.阀口面积和激振液压缸位移的大小由阀口轴向面积导通宽度决定.当激振频率越大,激振液压缸位移和运动周期越小.     

水填充薄膜沟槽对行驶列车荷载的隔振研究

为了研究水薄膜填充沟槽对于土体的隔振效果,采用模型试验的方法,分析空沟与水填充薄膜沟槽对于土体地表振幅的衰减作用,在模型试验中设置空沟与水填充薄膜沟槽进行对比试验,在本试验条件下,结果表明:空沟与水填充薄膜沟槽均具有良好的隔振效果,空沟较之无隔振措施其隔振效果提高17.9%～55%,水填充薄膜沟槽则提高了14.3%～52.5%,水填充薄膜的隔振效果和空沟效果相近;在深度的变化下,空沟与水填充薄膜沟槽均随着深度增加而增加,由0.2m沟深增长到0.6m沟深时,水填充薄膜沟槽的隔振效果提高了27.5%～35.7%。     

三明治夹芯基座阻抗阻尼隔振特性分析

利用复合材料良好的阻尼特性和结构可设计性,将目前的刚性基座替换为三明治夹芯基座,分析了基座阻抗和阻尼对隔振效果的影响;设计了直骨架和曲骨架2种夹芯基座结构形式,对支撑骨架厚度和曲率半径等结构参数对基座力学性能的影响进行了分析,并采用DMTA方法对高阻尼的聚氨酯芯材的损耗因子进行了测量;通过试验和有限元方法对2种结构形式的三明治夹芯基座静刚度特性进行了比较;采用激振器和偏心电机2种激振方式对夹芯基座进行了隔振特性试验研究,以功率流为隔振效果评估指标,分析了不同激振方案下2种夹芯基座的隔振效果.结果表明:通过对三明治夹芯基座的阻抗阻尼设计,能够有效地衰减高频驻波,具有较好的隔振效果.     

层状地基下不同桩长排桩主动隔振研究

为了研究层状地基下混凝土桩的隔振性能以及桩身长度的影响,采用室外模拟试验的方式进行。研究结果表明：采用混凝土桩作为隔振屏障,能够有效地提高隔振效果,且随着振源与控制点之间的距离的增大,相应Ar值减小,其隔振效果较明显,达到50%以上。但当振源与控制点之间的距离继续增大时,隔振效果将减弱。在本实验条件下,振源与控制点之间的距离为45cm～60cm时,其隔振效果最好,即为最优隔振区域。混凝土桩的桩身长度是一重要的影响因素,主要表现为桩长增加,桩的隔振效果相应提高,提高效果范围在1%～10%之间。     

组合式液弹隔振器传递特性分析及试验研究

液弹隔振器作用在直升机主传递通道上,能大幅降低旋翼传递到机身的振动载荷,是一种直接有效的隔振方式,在国外已被广泛研究并实现工程应用。根据动力反共振原理建立了组合式液弹隔振器模型,并基于广义Lagrange方程推导了其动力学方程。研究了液弹隔振器传递特性随参数的变化规律,并据此针对某民用直升机振动特性完成液弹隔振器主要参数设计。制作隔振器原理样件并开展组合式液弹隔振器传递特性试验,采用扫频方式考察液弹隔振器在不同激励频率及激振位移幅值下的位移传递率。结果表明,理论分析与试验结果具有较好的一致性,在3种激振幅值下,所设计的隔振器在反共振点仅有30%的位移传递率,表明组合式液弹隔振器具有较好隔振效率。理论分析显示液弹隔振器隔振效果受到多种设计参数的综合影响,针对特定隔振频率,需统筹完成隔振器参数设计。     

填充沟对轨道交通荷载被动隔振效果的BEM-FEM耦合法分析

采用时间域边界元数值方法,分析了隔振沟对列车交通荷载引起建筑物振动的减振效果.2D计算模型中土—结构体系包含铁路路基、地基土体、隔振沟及六层框架建筑物.考虑了土—结构相互作用对填充沟隔振效果的影响及填充沟的几何形状、填充材料特性对结构振动的影响也做了数值分析,计算结果表明:采用隔振沟,可使建筑物框架结构的杆内力减小80%;随填充沟深度、宽度的增加,填充材料相对于周边的土体越软,隔振效果越好.     

连续荷载作用下单排桩隔振效果研究

为了研究连续型荷载作用下的单排桩隔振效果,分别研究了桩长,桩径,桩间距与振源距等因素对其隔振效果的影响。并通过室外试验,以连续型荷载作为振源,对单排桩在以地表振幅降低比作为评价指标的基础上进行分析,得出结果表明:增加桩长和增大桩径对增加隔振效果有益。减小桩间距和振源距离对隔振效果较好。     

结构隔振原理演示装置研制

应用动力荷载作用下的结构振动响应分析理论,对结构在动力荷载下的隔振进行设计,针对多组不同刚度的隔振材料分析对比隔振效果,研制出直观演示隔振原理和效果的装置较好的指导隔振理论的试验和分析,并能指导教学和研究.     

轨道交通桩板结构隔振效果有限元分析研究

为了研究轨道交通荷载作用下桩板结构主动隔振措施的隔振效果,在路基模型中设置桩板结构,为了模拟振动波传播于无穷远处,通过无限元边界与有限元边界相结合的有限元分析方法建立模型,把桩长、填充率及埋深因素考虑在内,研究各因素对隔振效果的影响.结果表明:随桩长增加,隔振效果越显著,处于45度角方向存在明显的振动加强区,随着距离振源增加,振动加强区均在减小;埋深对隔振效果影响显著,随着埋深的增加隔振效果加强,隔振效果增强趋势是由45度中线区域逐步向俩侧增强,埋深小会引起隔振板对波反射,影响隔振效果;填充率因素在主动隔振桩板结构中有隔振效果,但效果不明显,随着填充率的增加其隔振效果在缓慢增长.     

交通荷载作用下钢弹簧浮置板隔振道路设计参数研究

为降低城区道路汽车荷载对建筑结构的振动影响,设计一种新型钢弹簧浮置板隔振道路,对浮置板的动力学设计参数进行研究。在浮置板缩尺模型有限元试验验证的基础上,选取浮置板长度、厚度、弹簧刚度、弹簧支承间距4个参数及不同水平值,进行正交试验,建立81个样本的三维有限元模型。采用模态分析法,研究各参数对浮置板固有频率和振型的影响;实测交通荷载激励,分析激励作用下浮置板结构在时域和频域的响应,并通过Z振级和插入损失探讨浮置板结构各参数的减振效果。结果表明：各样本基频主要分布在4~10 Hz之间,基频直接影响钢弹簧浮置板的隔振性能;随着浮置板长度的减小、厚度的增大、弹簧刚度的减小、支承间距的增大,浮置板结构的隔振效果明显提高;交通荷载激励下,浮置板结构振动放大频段位于基频附近及14~18 Hz范围;VL_z振级在0~18 Hz范围内随频率增大而增大,之后随频率增大而降低,但未超过72 dB;对于0~40 Hz范围内的振动响应,样本最大减振量为40.6 dB,基频处放大量最大为17.4 dB。     

某城市地铁沿线填充屏障的隔振预测

建立适合某城市地铁参数的车轨垂向耦合数值模型以获得振源加速度,通过适合某城市典型场地条件的隧道-土体有限元模型,在振源与控制区间设置不同参数的填充屏障对隔振效果进行预测分析。结果表明:波阻抗比为填充材料影响的主要因素,当波阻抗比越靠近1,隔振效果越差;针对该城市典型场地条件,刚性填充屏障的有效隔振频段为10~20 Hz,而柔性填充材料的有效隔振频段为40 Hz以上,且在25~40 Hz间除个别频率点外也有较好的隔振效果;6 m内填充屏障的深度增加,隔振效果显著增大,而填充屏障的宽度却无明显影响;刚性填充屏障与振源的设置距离宜大于振源埋深,只适合被动隔振,柔性填充屏障更适合主动隔振。     

激光全息对小型结构隔振效果的测定

对于大型结构隔振效果的测定,目前已形成了以频响方法为基础的结构动力分析技术。但对于小型仪器、仪表那样的结构,由于传感元件小型化的限制,其隔振效果的检测,还没有理想的测试手段。本文根据激光全息测振原理,对小型集成电路板在不同支承条件下的隔振效果作了全息测定;还用不同隔振材料,在不同激振频率下,对模拟结构的隔振效果作了测定。实验表明上法对非接触全场检测隔振效果是可行的。本文还给出了计算位移场的递推公式,并对实验结果作了定性和定量的分析。     

基于双层Euler-Bernoulli梁理论的浮置板轨道隔振研究

为减少城市交通系统运行所衍生的低频振动对人体和建筑物的影响,改善浮置板的动力特性,提高其对低频振动的隔振效果是目前亟待解决的问题.基于双层Euler-Bernoulli梁理论,给出了浮置板轨道结构在移动荷载作用下的耦合动力学分析模型.通过双重Fourier变换将浮置板轨道系统在空间-时间域函数的微分方程转化波数-频率域函数的代数方程,求解频散曲线,分析荷载移动速度对频散特性的影响.然后使用围道积分法进行Fourier逆变换,将波数-频率域内动挠曲线位移解转换为空间-时间域内的解,求得浮置板轨道系统传递到基础的力,评价不同参数变化时浮置板的隔振范围和隔振性能.结果表明当荷载移动速度到达临界速度时,浮置板系统变形将趋向或处于失稳状态;在本文给出的浮置板单位长度质量、板下支承刚度和支承阻尼参数建议值范围内,对改善浮置板低频隔振性能效果显著.     

浮筏隔振系统的半主动开关控制

为改善浮筏隔振系统的隔振效果,引入半主动控制技术,建立浮筏隔振系统的半主动控制动 力学模型,以减小筏体传递至基础的力为控制原则,提出筏体位移最小算法;以激振力做功对浮筏 隔振系统输入的能量最小为控制原则,提出输入能量最小算法．利用Ｍａｔｌａｂ软件建立Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿 真模型,对两种开关算法及无开关控制进行了仿真分析;搭建试验系统,对两种开关算法及无开关 控制进行了试验研究．仿真分析的结果和试验研究的结果具有较好的一致性,均表明：采用筏体位 移最小算法和输入能量最小算法对浮筏隔振系统进行半主动开关控制,可显著地抑制系统在共振 频率附近的基础振动加速度响应．     

汽轮发电机组弹簧隔振基础模型动力特性试验

为了考察汽轮发电机组采用弹簧隔振基础的振动特性,基于模型模态试验方法进行试验研究,根据相似理论设计制作了田湾核电站3、4号机组(2×1 000 MW)汽轮发电机弹簧隔振基础的8∶1缩尺模型,采用激振法对模型的动力特性进行模态分析,得到基础模型的固有频率、振型、阻尼比等自振特性;通过以上测试结果进行强迫响应的振动分析,得到机组运行状态下的基础振动线位移结果.试验结果证明,通过弹簧隔振器的设计,使结构自振频率的分布在工作频率25 Hz附近比较稀疏,半速机采用弹簧基础优势明显;扰力点在启动过程中的最大振动线位移为23.19μm,在工作转速范围内的最大振动线位移为11.73μm,隔振效率平均为X向68.4%、Y向83.1%、Z向84.0%,均满足《动力机器基础设计规范》要求.