谐波位移激励下螺旋形弹簧的拉扭耦合动力响应

建立了一种普遍的解析理论 ,利用简正模态法研究确定性位移激励下拉扭耦合螺旋形弹簧的动力响应。假定位移激励是谐波变化的 ,得到了各种谐波位移激励下封闭形式的解。提出并讨论了动力拉伸位移和扭转位移的数值结果     

螺旋形弹簧拉扭耦合自由振动的解析解

螺旋形弹簧的拉伸 /压缩变形总是伴随着扭转变形。首先通过直接求解螺旋形弹簧单元自由振动的控制运动微分方程 ,推导了螺旋形弹簧单元拉扭耦合振动的精确的传递矩阵 ,然后采用二分法求解频率特征方程来得到固有特性。数值结果验证了本文方法的精确性和有效性     

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。     

随机载荷下内燃机轴系动力可靠性分析

综合考虑内燃机轴系激振力矩随机性以及刚度非线性的影响,建立轴系扭纵耦合非线性动力学模型,利用虚拟激励法求解轴系的随机响应,并基于首次超越破坏准则,分析了轴系在随机载荷作用下的动力可靠性。仿真计算结果表明,平稳随机激励的动力可靠性要高于非平稳随机激励,纵向振动、发火间隔角、随机激励的强度和传递路径对轴系动力可靠性均有一定的影响。     

薄板和细梁组合结构的模态耦合及非线性动力响应试验验证

薄板-细梁组合结构是工程领域常见的一种结构形式,其振动响应特性具有特殊性,会产生模态耦合和响应非线性现象,很多产品中试验已经发现了这一现象,因此,开展专题研究非常必要。笔者在对正弦激励下薄板-细梁组合结构的动力特性进行分析的基础上,设计了振动响应试验,通过对比仿真分析结果和试验结果,验证了线性理论分析结果和试验结果的误差。通过比较薄板-长梁组合和薄板-短梁组合两种情况,验证了不同结构频率分布是都存在模态耦合和薄细结构引起的几何非线性响应,并总结了变化趋势。最后提出一种适用于工程的薄板和细梁组合结构正弦响应仿真方法建议。     

锥齿轮传动转子系统纵弯扭耦合振动的不平衡响应

研究了在外载荷作用下锥齿轮传动转子系统纵弯扭耦合振动的不平衡响应.建立了锥齿轮传动转子系统纵弯扭耦合振动的力学模型,通过作用在系统上不平衡量和不同外载荷,分析了由于纵弯扭耦合效应对不同转子之间不平衡响应的影响;讨论了外载荷的变化对不平衡响应的影响.结果表明外载荷会引起轴承特性的变化,从而影响系统的不平衡响应.     

基于动态轧制力的轧机垂扭耦合系统非线性振动机理研究

针对轧机垂扭耦合系统非线性振动机理研究还不完善的问题,考虑轧辊与轧件间动态轧制力因素影响,建立了垂直振动系统和主传动系统的动态轧制力模型。在此基础上,考虑轧辊摩擦力的动态分量,建立了基于动态轧制力的轧机二自由度垂扭耦合振动系统模型。利用相平面法和Poincare映射方法分析了垂直振动系统发生主共振的情况下,垂直振动系统的线性阻尼、外扰力和主传动系统的线性阻尼变化对轧机垂扭耦合振动的影响。研究结果表明当参数变化时系统呈现周期运动、准周期运动和混沌运动等多种运动状态,可通过调整参数值避免系统产生混沌现象,提高系统的稳定性。分析结果为工程中解决轧机垂扭耦合系统的振动问题提供了一种参考。     

离散激励下弹性体—运输车的耦合振动分析

对离散路面激励下的弹性体-运输车系统进行了动力学建模和仿真分析,利用数值仿真研究了一个或多个凸起激励、不同凸起幅度等运输工况下弹性体上某部位的振动量级.     

激励磁场对力磁耦合作用的强化机制研究

力磁耦合作用是金属磁记忆检测等电磁无损检测技术的基础。为了探明外加激励磁场在不同应力水平下对力磁耦合作用的影响机制,从磁导率与应力及环境磁场变化关系的角度,在理论上计算了外加激励磁场下力磁耦合作用下与力和磁单独作用下的表面磁场强度之差ΔH,并推导出该差值随着拉应力的增大而增大的结论。用预制缺陷的45钢试样进行对照试验,发现激励磁场对力磁耦合作用的影响ΔH是随着应力的增大而呈类似指数形式递增的。经设计的正交试验验证,激励磁场与应力对磁信号的交互耦合作用显著,且在受力过程中激励磁场对信号的作用水平最大,这与理论分析结果吻合。说明外加激励磁场对力磁耦合作用起到了一定的强化作用。     

大机动过载下不平衡转子的弯扭耦合振动分析

针对未来无人机承受较大机动过载的特点,基于Timoshenko梁以及圆盘单元理论建立任意机动飞行条件下不平衡转子系统的弯扭耦合振动有限元模型,分析大机动过载情况下转子的非线性响应特征。结果表明：机动飞行工况下,在弯曲自由度和扭转自由度上都产生了新的次谐振动频率成分;各频率成分幅值被放大,弯曲自由度和扭转自由度耦合增强;当转速超过1阶弯曲临界速度时,周期性明显变差。     

螺旋弹簧悬架车辆振动的波动理论建模及频响分析

针对车辆建模不能完全反映高频振动的情况,应用古典振动理论及冲击波动理论,对螺旋弹簧悬架车辆的振动进行模拟并对响应进行分析。提出用冲击波动力学分析车辆振动的理论依据,推导螺旋弹簧应力波波阻的表达式,由此建立车辆的波阻力及变形力振动模型。通过冲击波影响螺旋弹簧的长度及其对应的质量,建立了螺旋弹簧惯性力及变形力车辆振动模型,综合多种因素,建立螺旋弹簧悬架车辆振动的波动理论模型,探讨了模型的求解方法,并对各种模型从理论和解法两个方面进行对比。仿真验证冲击波动理论模型与古典振动理论模型在低频段的一致性及弥补后者不能表达高频振动的缺陷。提出了在波动理论下螺旋弹簧多参数的应用方法及悬架高频响应的模拟方法。     

STEADY STATE RESPONSE ANALYSIS ON HELICAL SPRING IMPACTED BY SHORT WAVE

The wave transmission character of helical spring is applied to establish 2-DOF model of impacted vehicle on the wave impact theory. Considering the concrete structure of helical spring, corresponding responses under different impact frequency of the vehicle are imitated. The reason why the vehicle floor overresponds in some special frequency fields is explored based on analyzing the responses. When the impactions are in low frequency, the change of the spring has not been considered, but this does not affect the results. Because the transmission characters of velocity and acceleration are unanimous in helical spring, the responses characters of velocity and acceleration are also unanimous, the only difference is the magnitude, which can make use of acceleration responses to analyse velocity responses.     

多股螺旋弹簧动态计算分析

结合多股螺旋弹簧的静态设计方法,重点考虑动态性能要求,提出一种静态与动态相结合的设计模型.根据多股螺旋弹簧自身质量对运动的影响,推导弹簧虚拟质量的计算方法,并分析多股螺旋弹簧的动态特性,计算多股螺旋弹簧作为复进簧模型的运动规律.按照多股螺旋弹簧的振动位移特性,以多股螺旋弹簧动态工作过程的并圈作为边界条件进行动态设计计算.最后给出一个完整的动态设计计算实例,结果证明了所提出方法的有效性,从而为多股螺旋弹簧动态应用提供了设计依据.     

平稳随机激励下线性随机结构动力响应分析

对于外载是平稳随机激励的线性随机结构分析问题,在随机变量函数矩点估计和虚拟激励法的基础上,建立随机响应均方值特征参数的矩估计算法.应用虚拟激励法将随机载荷转化为确定性简谐载荷,计算确定性结构在平稳随机激励下响应的均方值,采用点估计方法分析平稳响应均方值的均值和方差,并计算响应均方值的变异系数,通过两个算例考察结构参数的随机性对结构响应均方值的影响.由于基于随机变量函数矩的点估计和虚拟激励法具有较高的效率和精度,因而所提方法具有一定的工程意义.     

动态热力耦合精细积分解法研究

在处理热力耦合的问题时,通常不考虑结构变形对温度场的影响,直接把热当成载荷引入到力学方程中求解.在热冲击的条件下,这种处理方式产生的误差很大.文中基于精细积分法的基本原理,参考增维精细积分方法的过程,给出热力耦合方程准静态方法的精细积分计算格式以及考虑变形对于温度场影响的相互耦合的动态耦合精细积分计算格式;并且利用这种方法,计算铝质薄板在强热流作用下的热响应问题.准静态和动态计算结果和参考文献的计算结果一致.耦合效应对于温度场和热动态响应均影响很大,是不能忽略的.文中探讨热力双向耦合方程的新解法,并和参考文献比较,得到很好的结果.     

发动机激励下车辆传动系统动载研究

发动机激励下的传动系动载是引起轴和齿轮损坏、断裂的主要原因,文中将传动系轴段上的动载分为轴段附加转矩和平均转矩两部分,根据传动系扭振的轴段角似移响应,推导发动机激励下轴段和齿轮动载的理论计算公式,并给山判断传动系统齿轮齿面敲击的方法。以某车辆传动系为算例,进行发动机激励下系统动载计算和试验验证,分析传动系中盖斯林格弹性联轴器的减振效果。旨在对传动系载荷特性进行预测,为系统的动力学设计或改进提供理论依据。     

WRIST FORCE SENSOR'S DYNAMIC PERFORMANCE CALIBRATION BASED ON NEGATIVE STEP RESPONSE

Negative step response experimental method is used in wrist force sensor＇s dynamic performance calibration. The exciting manner of negative step response method is the same as wrist force sensor＇s load in working. This experimental method needn＇t special experiment equipments. Experiment＇s dynamic repeatability is good. So wrist force sensor＇s dynamic performance is suitable to be calibrated by negative step response method. A new correlation wavelet transfer method is studied. By wavelet transfer method, the signal is decomposed into two dimensional spaces of time-frequency. So the problem of negative step exciting energy concentrating in the low frequency band is solved. Correlation wavelet transfer doesn＇t require that wavelet primary function be orthogonal and needn＇t wavelet reconstruction. So analyzing efficiency is high. An experimental bench is designed and manufactured to load the wrist force sensor orthogonal excitation force/moment. A piezoelectric force sensor is used to setup soft trigger and calculate the value of negative step excitation. A wrist force sensor is calibrated. The pulse response function is calculated after negative step excitation and step response have been transformed to positive step excitation and step response. The pulse response function is transferred to frequency response function. The wrist force sensor＇s dynamic characteristics are identified by the frequency response function.     

随机参数刚架结构的平稳随机位移响应动力可靠性分析

研究物理参数具有随机性的刚架结构的平稳随机位移响应动力可靠性的计算方法。考虑结构的物理参数具有随机性，从结构随机响应的频域表达式出发，利用求解随机变量数字特征的代数综合法和矩法，导出随机参数刚架结构在平稳随机激励下的位移及速度响应均方值的数字特征，再由动力可靠性的Poisson公式导出结构动力可靠度的计算公式。通过算例就各参数的随机性对结构动力可靠度的影响进行分析，验证本文方法的可行性。     

平稳随机激励下随机参数齿轮副的动力可靠性分析

将一对啮合齿轮等效为单自由度随机振动系统,研究随机参数齿轮副在平稳随机激励下的动力可靠度的求解方法。从其平稳随机响应的表达式出发,同时考虑齿轮物理参数、几何尺寸的随机性,利用求解随机变量数字特征的矩法和代数综合法,导出随机参数齿轮副在平稳随机激励下位移及其导数响应的数字特征,再由动力可靠度的公式导出随机参数齿轮副动力可靠度的均值和方差的计算公式。通过与MonteCarlo方法结果的比较,验证文中方法的可行性和有效性。