一种旋转振动圆柱获取能量的参数化研究

提出一种旋转振动圆柱从潮流能中主动获取能量的方法。基于Fluent软件的用户自定义函数求解旋转振动圆柱升力,采用动网格技术对一定速度下的旋转振动圆柱获取潮流能进行数值模拟研究。参照相关试验结果,进行数值模拟结果确认,得到的最大升力系数幅值与平均阻力系数幅值与试验结果基本吻合。分析相位差、振幅比及转动幅值对旋转振动圆柱获能效率的影响。结果表明,同振幅比、同转动幅值的旋转振动圆柱,能量利用率都是随着相位差先逐渐增大后减小;同相位差、同转动振幅的旋转振动圆柱,在有效获能范围,其振幅比越大则能量利用率越高;同相位差、同振幅比的旋转振动圆柱,随着转动幅值的增加,其能量利用率先逐渐增加后减小;当相位差为243°,转动幅值为3,振幅比为2.0时,能量利用率最高。     

物料高速连续抛掷状态下的新模态

振动给料机工作时分为滑行输送、中速抛掷输送及高速抛掷输送几种状态。其工作在哪种状态下由抛掷指数D=λgω2决定,其中λ为给料机振幅,ω为给料机圆频率,g为重力加速度。抛掷指数D=3.3~3.84时为高速抛掷输送的连续抛掷输送状态,即物料抛起后,当它再与给料机的料槽相接触的瞬时,给料机的振动相位处于物料的起抛区域,物料即刻又被抛起,物料前一次抛掷的抛止相位为这次抛掷的抛始相位,这样物料处于连续的抛掷状态。经物料抛掷运动模拟计算,可知在抛掷的初始若干周期,每次两次的抛止相位(或抛始相位)都不相同,但是经过一定次数的抛掷后,从第n…     

电磁振动给料器给料速度的研究

针对电磁振动给料器在输送不同性质物料时存在调整困难的问题,将物料滑移和抛掷理论应用到电磁振动给料器的设计与调整中,开展了电磁振动给料器力学模型分析,提出了根据振幅选择合适工作点的方法,在对物料受力情况进行分析的基础上,着重研究了振幅与物料运动方式之间的关系,并建立了物料的运动方程,通过求解方程得到了物料在正向滑移、正反向滑移和抛掷等3种供料方式下的平均速度与振幅之间的关系。研究结果表明,电磁振动给料器的振幅不仅决定物料的运动方式,而且对送料速度也有很大影响。     

基于输送物料质量变化的反共振振动机动力学研究

介绍了原点反共振振动机的动力学原理,描述了输送物料质量的变化方式,建立了基于输送质量变化的反共振振动机动力学模型.分析了输送质量变化幅值系数以及输送质量波动速度对反共振振动机工作性能的影响.结果表明,质量变化幅值系数越大,则上下质体的振幅越大、振幅突变性越强;质量波动速度越快,上下质体振幅的慢变周期越短,上下质体振幅突变性越大.     

振动输送机理论

振动输送机主要用来输送粒状物料,它们利用许多弹簧支承着或者悬挂起来。振动槽通过一些连杆、偏心重或电磁铁产生一种小振幅的高频振动,由轻微的跳动输送物料。按照振动槽的长度、输送速度和振动的特征对比了不同的驱动方式。振动输送机设计的特征值是动物料系数。这系数表明槽体最大垂直加速度与重力常数之比。振动系统一般调谐在接近共振的低于临界状态,因此变化槽体负荷对于输送速度只有轻微的影响。输送速度决定于激振频率、槽体运动角度、抛掷时间与接触时间之比,同时兼顾物料性质、加载高度及槽体倾角。正确的输送机设计还应根据操作条件确定阻尼常数和荷载的物料结合系数。     

考虑物料摩擦的振动输送系统动力学分析

不同振动条件下,由于物料的运动与振动面间的摩擦力不同,使得物料的平均速度及振动面对物料所做的功发生改变。振动输送机工作时振动面要对物料做功,所做的功主要用于在输送过程中振动面与物料间的摩擦及抛掷结束时物料对振动面的碰撞。在不同的振动面工作速度条件下物料作功的大小不同,这说明振动可以减小物料与振动面间的摩擦,体现了振动减摩机理在振动输送机械上的应用。     

非公路车辆座椅悬架振动的动力学分析

非公路车辆工作条件恶劣,座椅振动具有低频高强度的特点。将座椅简化为由浮动机座驱动的单自由度系统,依此分析了非公路车辆座椅的振动动力学特点,结果表明在底座低频振动区,座椅和激励振动的振幅和相位基本一致,振幅随阻尼增大而增大;在高频振动区,座椅振幅小于激振振幅,振幅随阻尼增大而减小。使用磁流变阻尼器等半主动减振器进行减振时,低频区应采用高阻尼,高频区应采用低阻尼。     

轧制力动态特性影响下的轧机辊系振动行为研究

考虑受辊系振动影响时轧制力的动态特性,建立了板带轧机辊系非线性振动模型。采用平均法求解得到振动系统的幅频响应,分析不同轧制速度和外激励幅值对幅频特性的影响规律。运用奇异性理论分析振动系统静态分岔行为,得到系统分岔的转迁集以及出现不同振动形态的临界条件。以轧制速度为分岔参数,研究轧机辊系振动系统动态分岔特性。结果表明：轧机辊系振动行为对轧制速度变化十分敏感,振动幅值随着外激励幅值和轧制速度增大而增大,系统不稳定频率范围随着轧制速度提高而减小,随外激励幅值增大而增大;系统随轧制速度变化出现阵发性混沌运动,结合最大Lyapunov指数曲线得到稳定轧制时的速度范围。研究结果为抑制轧机振动和保障轧机稳定运行提供了理论参考。     

非谐和水平振动输送机的物料运动分析

针对物料滑移理论中干摩擦驱动下物料输送速度计算困难的问题,通过分析基于物料滑移理论的非谐和水平振动输送机(以下简称输送机)物料运动过程,在分段建立并求解输送机和物料的动力学微分方程的基础上,改进干摩擦作用下物料相对于输送机的运动状态的判别条件及各状态之间的相互转变的判别条件,并进行基于Matlab数值仿真研究和试验研究。研究结果表明,由输送机速度或加速度的不对称使驱动物料运动的干摩擦力也不对称,从而使物料的运动也不对称,引起物料与输送机之间的相对运动;输送机两偏心质量的相位差为90°或270°、频率比为2时对物料输送最为有利;物料输送速度随着输送机低频轴频率的增加而增加,随着两偏心质量矩的增加而增加,但增加到一定程度时物料输送速度就不再增加;当两偏心质量矩之一确定时,二者之比存在最佳值使得物料输送速度达到最佳值。     

组合振动筛筛面颗粒松散与分层仿真研究

为了分析组合振动筛合理参数,采用颗粒粘结和Hertz-Mindlin模型,应用三维离散元法模拟分析筛面上物料的松散和分层,以颗粒间键粘结的平均数和物料沿筛面方向的平均切向力的大小作为衡量物料的松散效果,得到颗粒间键粘结的平均数随振幅、振动强度和筛面倾角的增加均减小,物料对筛面的平均切向力随振幅、振动强度和筛面倾角的增加均增大。当振幅大于7mm、振动强度大于5.5和筛面倾角大于25°时,松散效果趋于稳定,对松散后的物料在筛面上分层效果的研究,得到组合振动筛参数为上筛在高频小振幅下的松散分层效果好,下筛在低频大振幅下物料运动时间延长,透筛效果增加。     

非谐和间歇滑动输送机激振器双振幅设计

介绍了非谐和间歇滑动输送机的工作原理，分析了物料在其上的运动特征，得到了物料滑动的平均速度，并由此探讨了上述问题随输送机激振器双振幅的不同而变化的规律，发现尽管随振幅的增大可提高物料输送速度，但振幅超过某一程度时物料输送速度反而降低。     

频率及振幅对给料机充填率影响的模拟研究

为探究振动参数对给料机充填率的影响规律,以离散元法模拟并分析了不同频率及振幅作用时干熄焦振动给料机充填率的变化。结果表明:频率和振幅影响物料的输送速度和活跃性,进而影响给料机的充填率。频率在25~50 Hz、双振幅在3.0~5.0 mm范围内变化时,充填率随振动参数的增大而减小,给料过程顺畅;频率为25 Hz、振幅3.0 mm时,给料机中物料的充填率大于0.9,物料运动速度较小,出现堵料现象。以上分析为散体输送过程的研究及给料机振动参数的合理选用提供了有益的理论参考。     

高强度钢内螺纹冷挤压振动信号的试验研究

为减少内螺纹冷挤压过程中机床内外干扰力激励引起的受迫振动对螺纹加工质量和挤压丝锥寿命的影响,研究了不同挤压加工条件下高强度钢内螺纹冷挤压过程中的振动信号,并通过频谱分析分析了幅值与频率产生的原因。研究结果表明,不同挤压速度下振动幅值变化趋势相同,主振频率呈随机变化。不同冷却润滑方式下振动幅值与主振频率基本保持不变,当冷却润滑液的黏度超过32mm2/s时,振动幅值与频率会发生急剧变化,出现了高频振动,容易导致挤压丝锥的断裂。     

纵-扭复合振动超声深滚加工残余应力场数值分析

为研究平面试件在纵-扭复合振动超声深滚加工后材料应力分布及变化规律,采用有限元方法对Q345钢进行了纵-扭复合振动超声深滚加工残余应力场数值模拟。首先分析了加工后试件材料各应力分量沿深度方向的分布情况,然后研究了静压力、滚压速度、振幅和相位差对加工后材料残余应力的影响规律。结果表明:经纵-扭复合振动超声深滚加工后材料表层残余应力分布较均匀,表面为压应力,压应力沿试件深度方向先增后减;试件最大残余压应力及最大横向残余压应力深度和残余压应力层深度随静压力的增大而增大,随滚压速度的增大而减小,而表面残余压应力和最大纵向残余压应力深度无显著变化;试件横向残余压应力层深度随振幅的增加小幅度地增大,但最大残余压应力幅值和深度和纵向残余压应力层深度几无变化;相位差对残余应力影响可忽略不计。     

基于物料质量线性变化的原点反共振振动机动力学特性

分析了原点反共振振动机的动力学原理,描述了输送物料质量的变化方式,建立了基于质量变化的反共振振动机动力学模型.通过数值分析求解了在物料质量变化情况下的系统响应曲线.分析了物料质量变化对反共振振动机系统响应的影响.分析表明,当物料质量线性增加时,上质体振幅减小,下质体振幅增加,且质量增加速度越快,振幅变化越快.当质量线性减小时,上下质体振幅均增加,且质量减小速度越快,振幅变化越快.为保证振动机振幅保持在一定范围内,应控制物料质量变化程度,必要时需加入控制环节.     

低频振动钻削工程陶瓷孔壁粗糙度试验研究

Al₂O₃陶瓷是一种典型硬脆材料,采用普通钻削制孔方法很难保证良好的表面质量,而低频振动钻削可显著改善加工效果。将轴向振动应用于工程陶瓷钻削,运用单因素试验法,设计传统钻削(TD)与低频振动钻削(LFVD)的对比试验,以加工后孔壁粗糙度值作为评价加工质量的指标,对低频振动钻削和传统钻削对钻削质量的影响规律进行了研究;并进一步探究了低频振动钻削的振幅、进给速度、主轴转速对钻削质量影响的规律。结果表明：相比于传统钻削加工,低频振动钻削加工能够提高钻削质量;孔壁粗糙度随低频振动钻削加工振幅、主轴转速的提高而减小,随进给速度的提高而增大;传统钻削的主轴转速和进给速度对孔壁粗糙度的影响与低频振动钻削的规律相似。     

振动给料机物料结合的实验研究

通过双质体振动给料机的实验,测得空载与负载振幅的变化,代入振幅关于物料质量及物料阻尼在空载处展开的泰勒级数中,求得物料结合系数,将物料结合系数绘制成关于抛掷指数的变化曲线,并且与理论计算的结果比较,得到工程上具有指导意义的结论。     

基于摩擦自激振动升频效应的超低频振动能量收集

低频振动在环境中广泛存在,针对目前低频振动能量收集效率低的问题,提出将外界低频振动转化成摩擦系统的自激振动,实现低频振动到高频振动的升频转换,以达到提高低频能量收集效率的目的 .为此,首先建立了集总参数模型,从理论上阐明低频振动能量收集方法的可行性,并分析模拟了该模型压电电压与功率的输出特性;其次分别设计了往复摩擦自激振动能量收集试验和压电悬臂梁碰撞能量收集试验,对比分析将低频振动转化为摩擦振动能否提高压电输出功率.试验与仿真结果表明,利用摩擦自激振动能够显著提升振动频率.摩擦自激振动电压幅值随着激励频率的增大而增大,与碰撞电压相比,其电压幅值较低,但是频率得到了大幅提升.由于频率的提升,压电振子的能量输出大幅提升,使得超低频振动能量收集性能明显提高.     

砂轮振动对磨削区时变润滑效应的影响

为研究砂轮振动对磨削区压力、膜厚及温度的影响,建立考虑时变效应的砂轮振动磨削的润滑模型,分析陶瓷结合剂CBN砂轮磨削45~#钢的过程中的最大压力、最小膜厚和最大温度随振动的幅值、频率及砂轮速度的变化情况。结果表明:考虑砂轮振动的时变效应时,不同瞬时下的压力及膜厚变化较大;随砂轮振幅和频率的增大,当砂轮振动到最低点时最大压力及最大温度增大,最小膜厚减小,而振动到最高点时则相反;时变效应使最大压力、最小膜厚与最大温度出现了滞后现象;当砂轮速度增大时,最大压力减小、最小膜厚增大,这有利于润滑且能减少磨粒磨损,但是最大温度增大容易产生磨削烧伤和热变形,影响工件磨削后的表面质量,所以应据此选择合适的砂轮速度。     

椭圆轨迹对超声波椭圆振动切削的影响

运用有限元仿真技术,从影响椭圆轨迹的参数入手,模拟了不同椭圆轨迹下TC4钛合金超声波椭圆振动切削过程,得到了不同椭圆轨迹下切削力和切削温度的变化曲线。经过对比分析,结果表明TC4钛合金超声波椭圆振动切削切削力、切削温度随相位差增大先减小后增大,切削力随切削方向、切屑流出方向振幅和振动频率的增大而减小,而切削温度随切削方向振幅增大而增大,随切屑流出方向振幅、振动频率增大而减小。