一种冲击式压电发电机的实验研究

介绍了自行设计制作的一种冲击式压电发电机。首先通过分析影响压电陶瓷发电量的因素,确定压电陶瓷的尺寸,并给出了冲击弹簧与恢复弹簧的刚度设计要求,然后测量了压电陶瓷叠片的模态及压电发电机的力谱,可以看出其冲击力能激发出压电陶瓷的轴向振动模态,从而使其产生的电荷能最多。最后,对压电发电机的性能进行了测试,得到其瞬时发电功率在0.3W左右,能够点亮210个并联发光二极管。     

流体引起的空调管路振动分析与实验研究

结合流体动力学和结构动力学分析了空调室外机管路系统由流体引起的振动问题。采用有限元方法建立了管路系统的动力学模型,并通过模态试验验证了模型的准确性。使用流体动力学方法分析了管内流场,获得管道内壁的表面压力,并以压力作为激励,结合实验验证后的管路动力学模型进行了谐响应分析。通过管路ODS(Operational Deflection Shapes)实验,验证了由流体引起的管路振动分析方法的可靠性和有效性。研究表明:管路理论模态分析与实验结果基本吻合,确保建立的动力学模型的准确性,为后续分析的准确度提供了基础;管路振动分析与ODS实验对比结果在低频段理论与实验吻合较好,而在高频段误差较大。分析了误差产生的原因,为后续研究指明了方向。     

一种利用子结构综合技术的模型修正方法

提出了基于改进自由界面子结构模态综合法的结构模型修正方法。首先给出了一种改进的自由界面子结构模态综合法,该方法通过构造一组与系统低阶模态加权正交的向量集,有效地解决了含有刚体模态时系统剩余柔度矩阵的求解问题。然后利用摄动法对每个子结构进行摄动,并计算灵敏度,通过子结构综合技术得到由摄动量表示的综合系统方程和灵敏度方程,给出了基于灵敏度分析的修正计算方法。该方法仅需对综合方程进行修正,极大的减缩了待修正问题的计算规模,提高了修正效率。最后,以典型数值算例验证了该方法的有效性。     

阻尼矩阵与刚度矩阵的一种直接修正方法

提出了一种利用复模态测量数据同时修正有限元阻尼与刚度矩阵的有效方法。借助于矩阵的奇异值分解得到了满足动力方程的最小修正矩阵。该方法有一个简洁的表达式,修正过程简单而且容易实现,数值试验表明修改后的结构参数能准确地同试验值吻合。     

结构损伤诊断的轴向振动原理及模态实验

在理论推导梁轴向振动微分方程基础上,提出一种以轴向振动低阶模态振型二阶导数为损伤指标的结构损伤识别方法。在方钢管构件上布置加速度传感器进行轴向振动模态试验,测试时由信号发生器发出正弦波信号,经功率放大器放大后通过电磁激振器对结构进行激励,同时采集各测点的加速度反应信号。在确定结构共振点后,根据共振点处加速度值,编制轴向振动损伤指标的计算程序,分析结果表明该指标对结构损伤的位置和程度均很敏感,既能精确定位损伤,又能标定损伤程度,即在损伤位置将发生相反方向的突变,且突变幅度随损伤程度增大而增大。     

对称间隙单自由度振动系统的等效电路仿真和实验

针对对称间隙单自由度振动系统,为了解决仿真速度慢、实验设计难度大的问题,设计了一种在数学模型上完全等效的电子电路,该电路仅使用了运放、电阻和电容等简单的电子器件。通过Multi Sim12.0软件进行仿真,结果和数值计算完全吻合。在仿真的基础上,通过对非线性模块的设计,搭建了硬件PCB电路,应用信号发生器和示波器进行了实验,进一步验证了应用等效电子电路进行非线性振动实验的合理性和正确性,并且具有数值仿真无可比拟的高速运算和动态参数调整的优良特性,为非线性系统的仿真和实验提供了一种参考。     

混凝土泵车臂架振动响应的主动控制实验研究

考虑混凝土泵车臂架结构特点,采用独立模态空间控制方法对泵送混凝土激励下的臂架末臂节振动响应进行了主动控制试验研究。针对泵车臂架系统的动力学模型,采用模态滤波技术和最优控制理论设计主动控制策略,通过优选臂节油缸的作动控制以实现对臂架一阶模态振动响应的实时控制。实验结果表明,采用该主动减振控制后水平工况下臂架末端的减振精度可达80%,取得了显著的减振实验效果     

一种嵌入式集成化的振动测试系统研究

针对目前振动信号测试系统的不足,设计了一种基于ARM和加速度传感器的振动测试系统。该系统能够感应多路振动加速度信号,同时完成对信号的滤波,采集和分析处理。系统由传感器部分,数据采集部分,微处理部分和计算机系统组成。微处理部分采用基于LPC2129为核心的嵌入式微处理器;数据传输采用可靠稳定的CAN协议,以保证数据传输的正确性。系统采用USB供电方式,结构紧凑,测量操作方便。最后从人体动力学角度验证了本系统的性能。     

海洋波力发电倒置摆系统的非线性振动实验研究

摘要：本文以振动基座上的倒置摆系统为研究对象,对该系统受竖向简谐激励作用时的非线性振动特性进行实验研究,探讨该系统应用于海洋波力发电的技术可行性,为海洋波力开发利用提供依据。实验设计倒置摆转动角位移采集系统,通过测试确定系统的阻尼、固有频率等,为数值模拟提供依据并指导倒置摆系统的振动实验。通过实测振动时域数据得到系统振动频谱及相图,证明该系统存在大阻尼条件下的大周期运动、共振状态下的周期振动和倒置摆稳定吸引域,这表明该模型具有海浪波力能源吸收好,消耗少的特点,同时表明该模型具有高效的动力输出能力．因此,振动基座上倒置摆模型在开发利用海洋波力能源发电中具有十分重要的应用前景。     

某轿车排气系统振动分析

联合有限元软件与AVL-Excite软件,对某轿车排气系统进行模态与强迫振动分析。首先利用有限元软件对排气系统做自由模态分析,初步分析其吊耳点布置合理与否。然后利用有限元软件对排气系统进行自由度缩减,提取其质量矩阵、刚度矩阵、主节点自由度信息及模态信息,整合到内燃机-排气系统多体动力学模型中,对排气系统进行受迫振动分析,充分考虑其弹性变形与模态共振对振动响应的影响。得出排气系统任一点上的振动响应及排气管路长度上的振动传递率,考察其振动耦合特性;为排气系统的空间走向和结构设计提供强有力的依据。     

传动装置结构振动计算和试验研究

船舶传动装置是船舶结构振动的主要激励源,现有的传动装置振动分析侧重于轴系振动,主要针对轴系的安全性,没有考虑结构振动的影响。论文以试验室传动装置试验台架为对象,用ANSYS有限元软件建立了整个传动装置的试验台架计算模型,通过计算数据和实验数据的对比,验证了有限元计算的可靠性,并通过改变激励条件,研究了船舶传动装置结构振动的传递规律。     

双层隔振系统冲击响应数值模拟方法的研究

描述了舰船系统和设备的抗冲击性能的动力学仿真方法.以某船主机双层隔振系统为对象,建立了有限元冲击响应模型.通过计算系统的模态验证了弹性筏体有限元模型的可靠性.论述了研究基础冲击的方法,并模拟计算了双层隔振系统三个方向的冲击响应, 分析了在冲击波作用下系统的冲击响应动应力的最大值.所得结果比较理想,这对于研究双层隔振系统抗冲击设计具有很大的参考价值.     

工频干扰振动信号的建模与分离处理

针对钻井泵振动测试过程中遇到的工频干扰,采用信号的基元分段方法进行测试信号的合理分段处理,结合最优频率匹配法实现分段后干扰信号的建模分析。在此基础上提出振动信号的匹配滤波法,实现干扰信号与钻井泵振动信号的匹配滤波分离。实践表明,最优频率匹配法可以实现各种信号的数学建模,是一种通用性的信号建模处理有效的新方法,而且建立在该方法基础上的匹配滤波法也可以较为完整、合理地分离各种时、频域混叠信号,是一种适应性强的信号滤波处理新方法。     

发动机振动模态的实验研究与计算

为了研究发动机整机结构的动力学特性,在各子结构--机体、曲轴、缸盖和曲轴箱正确的三维实体模型的基础上,组装成整机模型.采用实验研究和理论计算相结合的方法,对此整机的振动模态进行了研究.由于部件间结合面的刚度与阻尼特性难于理论分析和实验提取,采用了虚拟材料来模拟结合面特性,通过反复修正虚拟材料的特性常数,使得整机有限元振动模态分析结果与实验结果相吻合.从而说明所建立的整机的有限元模型是正确可靠的,为整机结构进一步的动态仿真研究奠定了基础.     

不同约束条件下光学元件的模态测试与振动分析

为了更好的实现对光学元件抗振性能的分析和评估。以直角垫板元件模型为例,开展一系列不同约束条件下的模态测试实验。首先结合ANSYS有限元模拟结果和模态测试结果,控制偏差在系统允许范围内,对模型模态属性的定义和模型建立的可靠性进行验证。其次,在基准有限元模型基础上,对不同约束条件下的该光学元件的模态参数进行计算,得到不同约束条件下不同的模态参数。最后,根据不同约束条件下元件所表现出来的不同的动力学特性,分析在不同装配状态下元件的工作稳定性,为进一步改善光学元件在不同振动噪声干扰下的工作性能和抗振性能奠定了基础。     

双面静水压下含点阵增强柱和空腔的夹芯板水下声振计算方法研究

随着潜艇工作深度不断增加,含点阵增强柱和空腔的复合材料夹芯板因其高强度和声振性能可设计性强的优良特性逐渐被应用于外部壳体结构。为建立一种考虑双面静水压的含点阵增强柱和空腔的复合材料夹芯板水下声振计算方法,研究高潜深环境下双面高静水压对围壳等内部充水结构声振性能的影响,本研究利用多层次均质化等效方法将含增强柱和空腔的水下复合材料夹芯板芯层等效为正交各向异性材料,得到均质夹芯板模型,然后基于应变能密度相等将横向双面静水压等效为面内均布载荷,对基于LW理论模型的均质夹芯板的水下振动方程进行修正,进而提出了一种考虑双面静水压的含点阵增强柱和空腔的复合材料板水下声振计算方法。最后,利用数值计算方法对本研究方法的准确性进行了验证,结果表明理论解与数值解吻合较好。该方法可以较准确的预报双面静水压对含点阵增强柱和空腔的复合材料夹芯板声振性能的影响。     

正弦扫频及随机激励颗粒阻尼器减振效果比较

用多组颗粒阻尼器对航天器上某工程结构进行减振实验研究,并用两种指标（共振峰处传递函数和测点与激振台加速度均方根之比）分别评价了正弦扫频和随机激励作用下颗粒阻尼器减振效果,发现采用正弦扫频、随机激励两种激励条件时,得出的减振效果有明显差异。为此,对差异机理进行了研究、分析。结果表明：颗粒阻尼器作为一种强非线性的被动阻尼器,其减振效果的评价不宜基于某种特定的激励条件和采用单一的评价指标,而应根据具体的使用环境选择合适的激励条件和评价指标。     

拖曳线列阵隔振系统参数计算分析

为了研究拖曳线列阵隔振系统参数对隔振效果的影响,利用有限元分析软件ANSYS建立隔振系统的三维流固耦合模型,对隔振系统进行数值模拟,并与实验结果进行对比。分析研究考虑负载的隔振系统材料参数对其隔振性能的影响。参数计算分析为隔振系统隔振性能的研究提供基础,对于提高隔振系统的隔振性能具有一定的参考价值。     

柴油机排气系统振动特性数值仿真与分析

使用Pro/E软件建立某电站应急柴油机排气系统的三维模型,使用HyperMesh软件划分有限元网格,导入有限元软件ANSYS中对结构进行仿真计算,得到该排气系统模态特性。在此基础上,采用谐响应模拟分析柴油机激振力并对排气系统进行振动分析,进而评价金属波纹管对排气系统的隔振效果。     

基于机-电相似性的隔振系统功率流计算与分析

从振动能量传递的观点,研究柔性基础上动力机械隔振系统功率流传递特性,是当前研究热点问题之一。根据机械和电气学科的交叉性和相似性,将电路分析中的戴维宁等效算法引进到机械隔振系统功率流的计算中推导出柔性基础上设备的单层隔振系统和具有中间质量块的多源多级隔振系统传入到基础的功率流表达式。最后编程进行仿真计算,根据计算结果系统地研究隔振器刚度、隔振器阻尼、中间质量块、基础厚度模量对输入到基础振动功率流的影响规律。