MATLAB在车桥耦合振动问题中的应用研究

移动荷载质量的影响给荷载-桥梁系统的振动方程的求解与研究带来很大的困难。本文利用MATLAB对二分之一车模型作用下简支梁的车桥耦合振动方程进行研究,以一座大跨斜拉桥为例,研究了汽车以各种速度通过桥梁时斜拉桥的动力响应。实践证明：基于MATLAB内部函数ODE求解系统运动方程组的二次开发函数,较好地解决了车桥耦合振动问题的数值求解,在保证精度的前提下,缩短了计算所需的时间。     

基于ANSYS的车桥耦合动力学仿真分析

介绍了车桥耦合动力学分析的主要特点、常用求解算法与理论模型。通过建立斜拉桥桥面的动力学数学模型,求解了桥面的一阶固有频率。利用ANSYS对斜拉桥进行了模态分析、谐响应分析以及瞬态动力学分析。     

公路桥梁车桥耦合振动的模型试验研究

基于公路桥梁车桥耦合振动理论,通过精细测量车桥模型参数,建立了车桥梁试验模型和有限元模型,设计了一套公路桥梁车桥耦合振动试验系统.开展车桥耦合振动试验影响因素分析,探讨了行车道位置、车桥质量比、桥梁支座形式等试验因素的影响规律.结果表明:车桥模型自振频率的试验值与理论值基本吻合,验证了模型的适用性;不同车道位置10 c...     

磁浮钢箱梁日照作用对车桥耦合振动的影响

磁浮轨道梁日照作用下的温度变形是轨道梁静力与动力设计需考虑的重要因素,笔者根据传热学与有限元理论,结合夏季气象参数与日照辐射半经验公式,利用ANSYS建立磁浮线轨道钢箱梁日照温度场三维瞬态模型。首先,分析磁浮轨道梁的最大竖向与横向温差发生时刻的温度梯度分布,基于日照温度场分析结果,计算不同支承形式钢轨道梁的温度变形;然后,将单跨简支、双跨连续形式轨道梁的温度变形作为初始不平顺组成部分,进行车桥耦合动力响应分析。结果显示：温度效应使车体加速度、悬浮气隙幅值增幅较大,对电磁力有所增大,对轨道梁加速度及位移的放大作用则不明显,各动力响应值仍处于规范规定的安全范围内,但安全度有所降低。     

车桥耦合振动的拱桥吊杆应力冲击系数分析

基于车桥耦合振动理论及地基微波雷达现场试验,研究了高速铁路拱桥的吊杆应力冲击系数。列车和轨道-桥梁模型分别采用刚体动力学和有限元方法建立,两子系统间通过轮轨线性Hertz接触理论实现耦合。采用地基微波雷达对吊杆两端位移进行测试,分析得到桥梁动力特性、吊杆应力时程及其冲击系数。对比地基微波雷达试验数据,验证理论模型的正确性,并基于该模型分析车速、单双线行驶和轨道不平顺对吊杆应力冲击系数的影响规律。结果表明:吊杆应力冲击系数随车速的增加而增大,当车速为300km/h时车桥共振导致吊杆应力冲击系数显著增大;德国低干扰轨道谱样本对吊杆应力冲击系数影响较小,但随着轨道平顺性的劣化,吊杆应力冲击系数显著增大。     

运用模态综合法的车桥自激激励耦合振动分析

针对车桥耦合振动影响自动化码头集装箱小车-低架桥结构安全和使用效率的问题,基于双协调自由界面模态综合法求解了车桥系统在轨道不平顺和轮对蛇形运动自激激励下的耦合振动时域响应,轨道不平顺时程通过Shinozuka一元多维平稳随机过程模拟法从轨道谱生成。用量纲分析法推导了结构动力模型相似条件,设计了试验模型,结合模型试验分析了铅芯橡胶支座、小车速度对车桥耦合振动响应的影响。模型试验与原型仿真结果相互验证表明:模态综合求解车桥耦合振动响应的仿真方法合理;使用铅芯橡胶支座可有效减小车桥加速度响应和支柱反力;车桥加速度响应随着小车速度的增大而增大,系统横向共振临界车速低于竖向车速,临界车速可由简支梁在移动集中力作用下车桥共振条件来估算。     

刚柔耦合机器人仿真及振动分析

在传统的工业机器人设计中,为避免产生定位误差和振动,其结构一般设计成刚性.但在精度、速度要求较高的作业场合,由于材料自重和外界干扰等因素,系统容易发生变形和振动,而这种变形和振动对精度的影响是巨大的.因此,必须把模型的部分构件做成柔性体,来研究工作轨迹及振动情况.运用Pro/E软件建立机器人模型,导入到ANSYS软件中创建柔性体,并在ADAMS软件中建立刚柔耦合模型.设定一具体工况进行仿真,结果表明该模型仿真过程更加贴近实际情况,所得结论为机器人的优化及振动研究提供依据.     

汽车雨刮系统刚柔耦合振动仿真与试验研究

针对汽车雨刮系统运行过程中的振动问题,建立雨刮系统刚柔耦合有限元模型,仿真分析系统在低速、高速工况及干燥、湿润状态下的瞬态动力学特性,并通过实车试验进行验证。结果表明：雨刮系统换向时反转点的振动响应最明显。低速运行时,湿润状态下雨刮片上端的等效应力、等效弹性应变和总变形均高于干燥状态;高速运行时,干燥状态下的各项数值均高于湿润状态。本研究可为雨刮系统的振动分析及声品质研究提供一定参考。     

兆瓦级风力发电机组耦合振动仿真分析

风力发电机组在自然条件下运行时,作用在叶片上的空气动力载荷、重力载荷、惯性载荷等交变载荷将使叶片和塔架产生耦合振动。为了得到其在额定工况下各阶模态振型,判断系统运行的稳定性,以沈阳工业大学SUT-1000风力发电机组为例,对其进行动力学分析。将叶片和塔架进行离散化处理,在叶片上模拟施加气动载荷,应用MSC ADAMS进行仿真分析,得到了系统的各阶模态。分析结果对风力发电机组的总体优化设计提供了理论依据。     

耦合振动对传动系统影响的仿真研究

基于MSC.ADAMS软件,初步探讨了系统动力学模型的建立及仿真问题。主要利用三维实体造型工具UG和多体动力学仿真工具MSC.ADAMS建立了750 kW风力机组系统多刚体模型,对故障率较高的齿轮进行啮合力仿真分析,对齿轮箱故障进行了预测。     

车桥装配线瓶颈工位改进

以某公司车桥装配线为研究对象,分析了装配线现有的节拍及线平衡率,运用工业工程中ECRS的原则对现有工序进行改善,从而消除瓶颈工序,提高线平衡率,使装配线的线平衡率从76.06%提高到94.63%。     

叉车桥半轴工艺改进

叉车桥半轴在产品售出后的前期,经常出现因半轴断裂引起叉车故障的现象,为此,我们对故障件失效原因进行了分析,并对生产工艺进行了研究与改进。     

车桥旋转轴唇形密封圈仿真研究

介绍了驱动桥旋转轴唇形密封圈的概况、基本机构形式,阐述了其密封机理,利用有限元分析软件ANSYS建立了密封圈的模型进行仿真,进行了外露骨架油封和内包骨架油封的对比,分析了车桥油封结构对其密封性的影响。结果表明,该模型计算得到的车桥油封静态条件下的变形和Von-mises应力分布情况与实际情况基本一致,且在相同条件下,内包骨架油封比外露骨架油封具有较大的变形量和较大的唇口Von-mises应力分布区域。     

液压启闭机-闸门系统流固耦合振动仿真分析

通过对某水利工程液压启闭机-闸门系统进行三维建模,以流固耦合动力学为理论基础,在Ansys中采用流固耦合的方式对启闭机在水流冲击及液压脉动作用下的瞬态动力学计算,分析系统的振动响应。结果表明:液压启闭机-闸门系统振动随着闸门开度变大而减小,且在启闭机闸门开启前后振动趋势最明显。减少液压缸脉动压力幅值,可以有效减少系统振动。     

考虑振动响应的刚柔耦合悬臂梁动力学建模与数值仿真

建立合理的刚柔耦合系统动力学模型是实现碰撞冲击动态响应分析的基础。利用假设模态法描述了悬臂梁的振动位移响应,在此基础上基于广义坐标建立了系统的运动链。同时考虑悬臂梁的横向振动与纵向振动响应,在计入柔性杆横向弯曲变形引起轴向拉伸变形的2阶耦合量的条件下,分别基于Kane方法和Lagrange方法推导了刚柔耦合悬臂梁系统动力学方程,通过数值仿真揭示了系统广义坐标或速度的时变规律。仿真结果表明:两种方法下具有相同意义广义坐标的时变规律完全吻合。采用3D高速摄像机用于捕获悬臂梁的运动以验证构建模型的有效性。试验测试结果表明:试验测试值与仿真模拟值的误差值均小于5%,试验结果与模拟结果相符,说明动力学模型与计算方法均有效可行。研究结果可为接触面碰撞冲击理论计算及试验验证提供参考。     

风电齿轮箱振动信号耦合调制建模与应用

风电齿轮箱不同轮系间存在的耦合调制现象干扰了实际故障诊断,为此,针对两级行星一级平行结构的齿轮箱提出一 种考虑级间耦合调制的现象学模型。 首先,在风电齿轮箱振动信号幅值、频率解调分析基础上,定义了多级传动下的级间串联 调制特性,并提出幅值-频率级间串联调制模型;通过构造多级调幅信号和调频信号,在频谱和解调谱中对串联调制特性进行 仿真分析,并提出耦合调制特性边带能量指标用于模型评价;设计了与现场齿轮箱具有相同结构的缩比齿轮箱实验台,并在正 常与故障状态下进行实验、现场联合分析,验证级间串联调制模型的有效性。 结果表明:频率耦合调制现象在四种状态下尤为 明显,其耦合调制特性边带能量分别为 1. 02、1. 04、1. 18、1. 25。 本模型所反映的齿轮箱级间耦合调制现象是齿轮箱本身所有, 不会因齿轮箱的状态而发生改变,本模型为提高风电齿轮箱故障诊断准确性提供参考。     

液压模块挂车刚柔耦合仿真及振动实验分析

针对车体的柔性特性对液压模块挂车动态的影响、并提高仿真计算精度的问题。运用ANSYS建立车体有限元模型并计算模态特征。在多体系统动力学理论基础上,将车体的模态中性文件导入ADAMS作为柔性体,建立整车刚柔耦合动力学模型。由路面不平度时域激励信号对动力学模型进行仿真,结合挂车的结构振动试验,从仿真计算与试验的结果对比表明:所建立车体有限元与挂车刚柔耦合动力学模型具有一定的准确性。进一步分析在不同的运行工况如车度、道路等级对挂车动态响应及平顺性的影响。     

考虑流固耦合的动力总成振动响应仿真研究

以某款集中驱动式电动车的动力总成为研究对象,考虑冷却液和润滑油的影响,建立详细的流体-机械耦合模型,进行模态及动态响应研究。首先,对比流固耦合模态仿真和动力总成模态试验结果,证明所提综合耦合模型的准确性;然后,单独考虑冷却液和润滑油的影响,分别建立考虑冷却液的模型和考虑润滑油的模型,通过模态仿真分析两类液体对动力总成固有频率的影响程度;最后,进行流固耦合模型在电机电磁激励下的振动响应仿真,并与不考虑液体影响的原始模型仿真结果进行对比分析。结果表明,所提综合耦合模型能够充分考虑冷却液、润滑油及机械部件对总成振动的影响,展现丰富的动力学现象,可为进一步的优化设计提供有效地仿真平台。     

某位标器结构耦合振动仿真分析及优化

文中在设计过程中对某位标器进行了整体结构振动仿真响应分析。与传统方法不同的是,不仅对位标器的主体结构进行了建模,还特别对传动机构的传动链也进行了建模,建立了一个完整的位标器有限元模型。在此基础上分析了位标器的模态特性和在振动环境条件下的应力分布,并对结构进行了优化。仿真过程综合考虑了结构变形和传动的耦合。可在此分析模式基础上,进一步整合结构系统的力学仿真技术,促进系统级仿真能力的提升。