高速双针平缝机振动与噪声分析

建立高速双针平缝机系统多体动力学模型,利用ADAMS动力学系统仿真软件对其振动响应进行研究,分析了振动系统参数在不同激励频率下对机身振幅和基础振幅的影响;研究成果为双针平缝机的进一步优化设计和减振隔振设计及降低噪声提供依据.     

高速工业包缝机的减振研究

利用配重法对高速工业包缝机开展减振研究。在简化各运动机构的基础上,建立整机惯性力和惯性力矩数学模型,定义优化目标函数,对整机进行刚体动平衡优化。优化后惯性力和惯性力矩峰值明显下降,整机的振动情况有较大幅度改善。     

高速工业平缝机挑线刺布机构的动力学分析与仿真

针对工业平缝机高速化的要求,应用闭环矢量法、联立约束法对挑线刺布机构进行运动学和动力学建模,推导其运动学和动力学方程。利用Matlab/Simulink仿真得到机构的运动参数和运动副受力情况。对运动副作用力和惯性力分析,发现运动副受到周期力的作用,且力作用时间短,变化快,形成对运动副的冲击激励,易造成机体的振动和局部磨损。通过对机构的动态静力分析,为高速工业平缝机的进一步受力及振动优化提供了理论基础。     

基于振动响应的一般平面机构动平衡方法

针对一般高速机构的动平衡问题,提出了一种普遍适用的基于振动响应的动平衡优化方法。与传统动平衡方法不同,该方法直接以降低振动响应为目标。通过频域内的振动响应分析,构造了系统的广义激振载荷向量和广义振动特征矩阵,建立了一个以构件质量参数为设计参数、以机座振动响应为目标函数的动平衡优化模型。     

交变冲击载荷下高速干切滚刀主轴系统振动响应特性研究

与传统湿切滚齿相比,高速干切滚齿更加绿色高效,但其主轴转速大且加工参数变化范围广的特性直接影响着滚刀主轴系统的动态特性。为了解不同主轴转速和进给量对高速干切滚刀主轴系统加工过程中振动响应的影响规律,进行多参数混合影响的切削载荷作用下滚刀主轴系统振动响应分析。建立高速干切滚刀主轴系统的有限元模型并进行模态分析,得到各阶固有频率和振型。通过试验获得了在不同主轴转速和进给量下的主切削力,并将其对滚刀主轴系统的激励简化为单频谐波激励。根据不同的加工参数对激扰切削载荷的频率和幅值进行设置,采用分频段的振动谐响应分析方法,得到了滚刀主轴系统的振动响应规律。进行了主轴敲击试验获得了滚刀主轴系统的频响曲线,开展了不同加工参数组合下的加工过程振动响应测试,试验结果验证了仿真分析的可靠性。所得到的振动响应规律可以指导高速干切滚刀主轴系统的加工参数优化。     

工业平缝机虚拟样机的动平衡及模态分析研究

利用反求测量所得的数据,使用三维造型软件Pro／E对工业高速直驱平缝机整个构件进行三维建模,并应用机械系统运动学／动力学仿真分析软件ADAMS建立虚拟样机,进行运动学仿真分析,并参数化分析了刺料与挑线机构的工作特性,实现了基于仿真机构的动平衡分析,为物理样机的试制和改进设计提供了依据。最后利用ANSYS有限元分析方法对平缝机整机进行了模态分析,指出了避免部件共振的方法。     

一种平面机构动平衡方法在高速压力机设计中的应用

将一种基于振动响应的平面机构动平衡方法应用于高速压力机的设计中,通过激振载荷和振动分析,构造了系统的广义激振载荷矩阵和广义振动特征矩阵,建立了高速压力机主滑块质量与机身参考点加权振动响应之间的函数关系。将样机的配重振动试验与理论分析结果进行了对比,证明该方法在高速压力机动平衡设计中具有可行性,且相比于传统分析方法其分析误差得到了明显降低。     

基于等效静态载荷原理的高速机构结构拓扑优化方法

IC封装等高速精密设备要求高速执行机构的机械结构在满足一定刚度下尽量降低惯性。基于等效静态载荷方法的优化方法是近来发展起来的柔性多体动力学优化设计的有效方法。针对高速机构的特点,对该优化方法做了一些改造。为了模拟运动关节影响,采用含有运动学自由度的准静态方法,对离散结构响应方程进行求解。为了考虑单元修改对惯性载荷的影响,将单元应变能与动能的比值作为单元修改的灵敏度。提出量纲一单元测度,能够综合反应该单元在所有离散点的重要性。所提方法应用于微电子封装摆杆式焊头摆臂的优化设计中,并将三种方法进行了比较,结果表明,含有运动学自由度的准静态分析能够反映机构运动副的影响,当速度非常高时,惯性比刚度对振动的影响更大。数值结果表明本文方法对高速机构的优化设计是有效的。     

交流伺服技术在直驱型工业平缝机中的应用

交流伺服技术具备响应速度快、定位精度高等特点,将其应用在工业平缝机的控制系统中,可提高工业平缝机的整机性能。文中分析了平缝机的机械结构和负载特性,采用永磁同步电动机作为动力源,绝对式磁电编码器作为位置检测元件,32位高性能单片机作为主控芯片,设计了控制系统的样机,并对其控制性能进行了测试和分析,其整机性能已达到了国际标准,提高了国内工业平缝机的机电一体化水平。     

基于刚柔耦合模型的强夯机动力学分析

履带式强夯机工作级别高,工作环境恶劣,在突然释放夯锤时,整机受到强大冲击.在ADAMS动力学仿真环境下联合Pro/E和ANSYS软件建立400 t·m强夯机整机的刚柔耦合模型,对其突然卸载工况进行仿真分析,研究卸载过程中结构件的振动响应、整机的稳定性,对柔性体的动态应力及整机动态响应参数进行分析,为整机的疲劳寿命分析及部件的设计改进与优化提供载荷谱数据.     

高速工业缝纫机振动特性研究

针对GC6910高速工业缝纫机存在的振动噪声问题,对GC6910高速工业缝纫机的机壳工作面板进行了振动测试试验。试验中,根据各传动机构所在位置以及机壳工作面板前6阶固有频率,在机壳工作面板上选取15个测试点,每次试验选取了其中4个测试点,利用加速度传感器在不同转速下进行了多通道并行采集。计算了加速度有效值,同时绘制了各测试点振动加速度随转速变化曲线,由曲线特性分析可得影响整机振动最大的两点,对影响最大的两点所对应的传动机构分3次拆卸并进行了重新测试。试验结果表明:旋梭机构和刺布挑线机构是整机振动的主要源头,需要进行动平衡优化。     

高速压力机机构综合平衡优化设计

对高速多连杆压力机因机构不平衡而产生机身振动的问题进行研究,提出一套综合平衡优化设计方案.以平衡机构9个质量属性参数为设计变量,以机身三个自由度方向上的动响应幅值线性加权和最小为目标函数,利用遗传算法进行求解.以高速多杆实验压力机为计算实例,得到基于惯性力的传统平衡方案与基于动响应的综合平衡优化方案,对比两者振动响应改进效果,并设计正交试验,通过方差分析研究各优化变量对机身各方向目标响应影响规律.结果 表明,综合平衡优化设计较传统平衡方案可有效改善机身振动,且平衡滑块质量配置是影响平衡效果的最主要因素.     

平面机构综合优化目标函数加权系数的确定

本文将平面机构作用的机座系统抽象为三自由度强迫振动系统，研究振动力Ｘ、Ｙ分量，振动力矩与系统响应之间关系。发现进行综合优化平衡时，加权系数大小与系统的固有属性（质量、刚度）有关。从而解决了综合优化目标函数加权系数数值的确定问题。与传统方法相比，文中所述目标函数构造方法可有效减小系统的振动响应。     

高速移动载荷下的轨道振动特性

考虑高速移动载荷作用下轨道结构的离散轨枕支撑、钢轨剪切变形及转动惯量对轨道振动响应的影响,建立基于Timoshenko梁的双层黏弹性离散支撑轨道振动模型,利用Fourier变换法求解具有周期性支撑的轨道响应,通过与文献中试验结果对比,验证其在固定简谐载荷下计算结果的正确性。研究表明,轨枕的离散支撑使得轨道刚度呈现周期性变化,跨中最小,轨枕上方最大,形成高速轮轨系统的参数激扰;移动载荷作用使轨道系统呈现以速度为变量的共振特性,载荷原点导纳随车速提高先增大后减小,此外,低速时轨道振动响应最大值出现在载荷点位置,随着速度提高,最大轨道振动响应滞后于载荷点;移动载荷使得轨道系统各阶振动主频出现变化：低阶振动主频随速度提高而降低,达到一定速度时降低为0,之后又随速度提高而上升;高阶振动主频也随速度提高而非线性下降;由于移动载荷的多普勒效应,轨枕离散支撑引起pinned-pinned共振和反共振出现上、下分叉,分叉频率偏移量为轨枕通过频率之半。基于Fourier变换法实现高速移动载荷下的轨道振动响应分析,为高速轨道系统设计提供参考。     

高速列车转向架-车体-座椅垂向耦合振动机理及悬挂参数联合优化

针对高速列车中的垂向悬挂系统参数匹配问题,应用系统工程方法,将列车转向架系统、车体及座椅系统纳入一个统一的整体大系统,建立高速列车转向架-车体-座椅耦合系统垂向动力学模型,并探讨各系统间的相互耦合作用关系;在此基础上,以人体振动舒适性最佳为目标,对轨道随机不平顺激励下的高速列车垂向悬挂系统进行多目标、多参数优化,建立高速列车转向架-车体-座椅耦合系统垂向悬挂参数联合优化方法。分析比较优化后的结果可知,悬挂系统参数优化后高速列车的乘坐舒适性显著提高,不同位置处的座椅垂向振动加权加速度方均根值降低了18.52%以上,表明所建立的高速列车转向架-车体-座椅耦合系统垂向悬挂参数联合优化方法是可行的。该研究为高速列车垂向悬挂系统参数的选取提供了有效借鉴。     

基于模态叠加法的毫米波框架结构谐响应分析

毫米波框架结构搭载运动模块实现上下快速扫描运动,在扫描过程中,框架结构的振动特性和变形直接影响其搭载的信号采集系统工作性能和整机噪声。使用Workbench对其进行模态分析和简谐载荷下的谐响应分析,得到框架结构的固有频率、振型云图和各阶频率下的稳态响应,为框架结构优化提供理论基础。     

高速平面并联机器人动态分析与实验

基于弹性动力学和实验对高速轻型平面并联机器人的动态响应进行研究。首先,根据机构的几何和惯性非线性建立机构运动微分方程组,对机构的两个典型位形的动态响应进行分析;其次,建立了由3-RRR轻型并联机构和控制系统组成的实验装置,对理论分析进行了验证。结果表明,在位形2,理论分析和实验一致,即机构的残余振动很快衰减;在位形1,理论分析与实验两者不同,实验测量的动态响应为自激振动,而数值仿真得到衰减的残余振动。同时,结果也表明机构在不同位形有不同的动态响应。     

基于MATLAB的商用车平顺性优化与分析

为解决传统商用车平顺性优化三要素之间隐性表达式给优化带来不便的问题、分析乘员舒适性与货物安全性对悬架参数改变的响应,提出半显性优化方法.以驾驶室振动和货箱振动加速度加权均方根值为改进目标函数、悬架动行程和车轮动载荷为约束条件,调用振动仿真模型获得目标函数评价,运用均匀设计法得出约束条件与优化变量之间的关系.应用遗传算法...     

基于参数识别的截割头纵向随机振动响应优化

为减小纵轴式掘进机截割头的振动,利用Lagrange方法并结合虚拟激励法推导了该型掘进机的纵向运动微分方程,根据Daubechies小波函数多尺度逼近方法和最小二乘法原理,将掘进机在随机激励作用下系统的时变阻尼和时变刚度用多尺度函数的线性组合表示,从而将时变参数识别问题转化为时不变问题。将识别出的刚度和阻尼值作为初始条件,借助鱼群算法以截割头纵向振动的位移响应为目标函数对参数进行了优化。结果表明：参数优化后截割头纵向振动的位移响应的均值下降了18.3%。为验证优化结果的可靠性,利用ADAMS建立了整机的多刚体动力学模型。仿真结果表明,截割头的位移响应变化与理论计算的结果较接近,从而验证了优化结果的有效性。     

工作状态中的振动系统惯性参数识别

为了解决直接利用工作状态振动信号识别振动系统惯性参数问题,引入萤火虫算法.建立系统的振动微分方程,并用Matlab/Simulink求解其加速度响应,以加速度均方根值误差为算法的目标函数.采用Logistic映射并优选初始萤火虫种群,引入可变步长改进算法收敛速度,提高识别精度.以二自由度振动系统为例,该方法仅利用系统两端的竖向振动加速度就能进行系统的参数识别.参数识别实验表明,采用改进的萤火虫算法可以准确识别出工作状态下的振动系统惯性参数,使参数识别更加简单快速准确.