预应力对电梯钢丝绳中弹性波传播特性的影响

振动以弹性波的形式在电梯钢丝绳传播时,会受到钢丝绳中预应力的影响,并降低曳引系统中振动监测的准确性,通过有限元仿真和实验分析研究预应力对电梯钢丝绳中弹性波传播特性的影响。首先采用半解析有限元法,确定了激励频率的范围;其次,采用ABAQUS有限元软件模拟弹性波在无应力以及预应力下电梯钢丝绳中的传播过程,分析了不同应力情况下的弹性波传播特性;最后搭建电梯钢丝绳中弹性波信号采集系统,通过实验分析弹性波在含预应力的电梯钢丝绳中传播特性。结果表明：电梯钢丝绳中的弹性波受到预应力的影响,当预应力增大,弹性波通带范围减少,阻带范围增加。该结果说明了轿厢中振动信号与曳引系统中振源信号存在差异的原因,为提高曳引系统中振动监测的准确性提供有效依据。     

轮胎刚度和阻尼非线性模型的研究

依据轮胎动态激振法的试验结果,提出了一种新的轮胎刚度和阻尼的非线性模型。该模型建立了轮胎刚度力与变形、激励频率,轮胎阻尼力与振动速度、激励频率的非线性关系式。     

饱和黏弹性土中单桩的纵向振动

基于Biot两相介质模型,在频率域内研究了简谐荷载作用下饱和黏弹性土中桩纵向耦合振动特性.借助Novak平面应变模型推导了饱和黏弹性土层的控制方程.将桩等效为一维杆件模型,建立了桩的振动方程.根据桩土连续性条件,求得了桩顶的动力刚度和动力阻尼.与Novak解进行了对比,并考察了长径比、流固相互作用系数、土骨架的阻尼比、桩土模量比等参数对饱和土桩系统纵向振动的影响.结果表明：单相和饱和黏弹性土中桩的动力特性存在一定差异;随着长径比的增加,动刚度因子和等效阻尼的共振效应明显减弱;而随着模量比的增加,共振效应和基频都有所增大;流固相互作用系数和土骨架的阻尼比影响相对较小.     

基于阻尼相关系数的锚杆瞬态响应的数学模型

研究锚杆体-锚固介质系统共同作用时弹性波的传播规律,采用与应变相关的阻尼器和与速度相关的阻尼器并行耦合来模拟锚固介质与锚杆体间相互作用,建立锚杆瞬态动测响应的数学模型,讨论其反射特性,通过该模型得出的理论瞬态响应曲线,与实测结果基本吻合,同时发现K1(等效应变阻尼系数)和K2(等效速度阻尼系数)与锚固介质和锚杆体间相互耦合效果相关,K1决定弹性波沿杆体传播能量衰减的速率,K2决定弹性波在杆体某处振动能量的衰减速率。     

磁流变阻尼器结构改进设计与性能研究

为了研究新型可控流体磁流变液的特性,以及利用磁流变液为流体的阻尼器的阻尼特性。讨论了描述磁流变液的流变模型,即在分析现有磁流变阻尼器结构的基础上,提出了一种改进的阻尼器结构,并对改进结构进行了性能测试．测试结果表明：Herschel-Bulley模型能更好地描述磁流变液的力一速度特性;改进结构的磁流变阻尼器,可使阻尼特性得到提高;在三角波激励情况下,当速度较大时磁流变液存在剪切稀化现象;在正弦波激励情况下,磁流变液存在非线性迟滞现象．     

基于弹性波传播的高速道岔尖轨断轨识别

针对高速道岔尖轨断轨监测问题,开展基于弹性波传播的高速道岔尖轨断轨识别研究. 采用显式有限元方法建立高速道岔弹性波传播特性分析模型,模型中考虑尖轨与基本轨密贴状态、滑床台板支承等约束条件,结合试验对该模型进行验证. 研究不同激励频率、尖轨断轨位置及密贴状态等因素对高速道岔尖轨弹性波传播特性的影响. 研究表明：在健康尖轨中,2 kHz和4 kHz弹性波能量集中,传播信号基本不受基本轨和滑床台等约束条件的影响;在断轨识别中,通过滑床台传播的信号衰减倍数大于10⁹,通过尖/基轨密贴传播的信号对各个频率弹性波的断轨识别均存在显著影响;在密贴状况下,断轨位置与弹性波传播信号存在一定的关联.     

基于流固耦合的碳纤维复合芯导线微风振动特性数值分析

对发生微风振动的新型碳纤维复合芯导线和与其截面积相近的传统钢芯铝绞线的动态特性进行了对比研究。基于计算流体动力学(CFD)方法,利用Adina软件分别建立了两种导线微风振动流固耦合CFD仿真模型。获得不同截面导线竖向振幅比随约化速度变化曲线,对比其升阻力特性。通过对流场中做强迫振动的导线进行数值模拟,利用导线气动力载荷响应求得导线风能输入功率,从风能输入角度分析不同截面形状导线微风振动特性的差异。研究所得两种不同截面形状导线气动力特性的差异,可为新型导线在工程领域的应用提供参考。     

界面缺陷对压电薄层复合结构中Love波的影响

基于剪切弹簧模型,建立考虑界面缺陷情形的弹性基底上覆盖压电薄层的复合结构中Love波的频散方程,并研究界面缺陷对Love波传播特性的影响,给出铝基底上覆盖PZT4压电薄层复合结构中Love波的频散曲线.数值结果表明:(1)对于长波情形,不同缺陷程度复合结构的Love波一阶模态的相速度均趋于弹性基底层的剪切波波速,而对于短波情形,则趋于压电薄层的Bleustein-Gulyaev(B-G)波波速;(2)界面缺陷的存在总是降低该复合结构内Love波的相速度,在一些特殊频率范围,Love波的相速度对界面缺陷非常敏感;(3)界面缺陷对压电层内的机械位移模态和电势模态有显著影响,且影响最大区域出现在界面附近.     

考虑机体动力特性的前起落架摆振分析

以某型客机为对象,研究了飞机滑跑时前起落架的摆振稳定性问题。首先建立了考虑机体动力特性的起落架摆振动力学方程组,之后将某型客机参数带入方程组求解得到了该型机前起落架滑跑临界阻尼、临界速度及发生摆振的频率范围。研究结果表明,该机滑跑时出现的摆振失稳问题为减摆器阻尼不够而引起的轮胎型摆振,且该摆振与机体振动模态形成了耦合共振,可以通过增大减摆阻尼避免此问题。同时,还研究了机体结构弹性、轮胎刚度对起落架摆振特性的影响规律。起落架摆振临界速度、最大临界阻尼值及摆振频率随着轮胎扭转及侧向刚度的增大而增大;而机体弹性使飞机起落架的摆振频率更低,且摆振稳定区变小,更易发生摆振现象。因此在研究现代新型大型客机起落架摆振稳定性问题时,不能忽略机体动力特性的影响。     

金属橡胶复合齿轮副振动特性分析及实验

针对少齿差行星减速器传动过程中存在的振动冲击问题,提出新型的金属橡胶复合齿轮副,综合考虑时变啮合刚度、啮合阻尼、齿轮误差激励、轴承支撑刚度、支撑阻尼、传动轴扭转刚度、扭转阻尼及金属橡胶径向支撑刚度和支撑阻尼等因素,采用集中质量法建立弯-扭耦合的6自由度非线性振动模型;采用可变阶次的多步Adams PECE法对动力学方程进行求解,研究复合齿轮副的振动特性;实验验证金属齿轮副和复合齿轮副的振动响应.结果表明,复合齿轮齿圈的振动位移和振动速度最大,经过金属橡胶弹性体后,轮毂的振动位移和振动速度均有明显的减小;同样,轮毂的扭转振动角位移和扭转振动角速度较齿圈有一定的衰减;复合齿轮副振动平稳性要优于金属齿轮副;仿真结果和实验结果基本一致.