惯性平台阻尼减振设计及性能分析

为减小惯性平台振动响应,采用阻尼减振方法进行减振设计.以天然橡胶为阻尼材料,铝合金板为约束层设计了三种不同阻尼层厚度的减振方案,通过对减振前后惯性平台进行谐响应分析考查了阻尼层厚度对减振效果的影响.计算分析表明,在感兴趣的频率范围内,阻尼层厚度对振动响应最大的Z向振动影响很小,对x和Y向振动响应影响较大,综合考虑减振及侧向稳定问题后,建议选择阻尼层厚度为1.0mm的方案2作为该惯性平台减振设计方案.     

惯性平台阻尼减振设计及性能分析

为减小惯性平台振动响应，采用阻尼减振方法进行减振设计。以天然橡胶为阻尼材料，铝合金板为约束层设计了三种不同阻尼层厚度的减振方案，通过对减振前后惯性平台进行谐响应分析考查了阻尼层厚度对减振效果的影响。计算分析表明，在感兴趣的频率范围内，阻尼层厚度对振动响应最大的Z向振动影响很小，对X和Y向振动响应影响较大，综合考虑减振及侧向稳定问题后，建议选择阻尼层厚度为1．0mm的方案2作为该惯性平台减振设计方案。     

地铁浮轨式减振扣件轨道的轮轨接触有限元分析

为了探究浮轨式减振扣件轨道存在的短波长钢轨波磨问题,采用有限元软件ABAQUS建立三维轮轨静态接触的数值模型,探讨轨道扣件系统垂向刚度和支撑方式对轮轨接触时接触斑、接触压力和钢轨位移等接触参数的影响。结果表明:轨下结构(扣件实体、轨道板等)对浮轨式减振扣件轨道的轮轨静态接触参数影响很小;采用轨腰支撑的浮轨式减振扣件的最大接触压力大于DTVI2型扣件,接触面积小于DTVI2型扣件;浮轨式减振扣件轨道钢轨垂向位移为与DTVI2型扣件的5倍左右,横向位移比DTVI2型扣件轨道小5.2%～13.2%,钢轨翻转角比DTVI2型扣件大146.3%～206.1%;浮轨式减振扣件的垂向刚度对轮轨接触压力分布、接触面积、钢轨横向位移及钢轨翻转角基本没有影响,而对钢轨垂向位移影响较大,垂向刚度越大钢轨垂向位移越小。浮轨式减振扣件较大的钢轨垂向位移及翻转角,降低了轮轨接触的稳定性,易导致波动的轮轨力,萌生钢轨波磨现象,因而需改进该类型扣件的设计,以降低钢轨翻转角。     

宽带白噪声激励下粘弹性阻尼薄板的振动分析

恶劣的噪声环境将影响飞行器的正常工作,因此飞行器的典型结构在噪声激励下响应的正确分析就显得十分必要。针对白噪声声源的特点,使用Monte-Carlo方法模拟了噪声载荷的时域信号。建立了钛合金薄板及其粘弹性约束层阻尼处理后的有限元模型,结合有限元方法分析了薄板在高强度噪声载荷作用下的振动响应,并对比粘弹性阻尼添加前后的振动位移和应力分析了噪声环境下的粘弹性阻尼薄板的减振性能。研究结果表明,粘弹性约束层能改变钛合金薄板的固有频率,能够降低噪声载荷引起的薄板振动位移和应力。     

隔膜抽气泵用三明治约束阻尼垫片减振特性分析

隔膜抽气泵在运转过程中会产生振动，使用阻尼垫片可以有效减小其振动。设计并制备了一种三明治约束阻尼垫片，其约束层使用铝合金，阻尼层采用黏弹性材料。通过时域和频域响应分析对比了三明治约束阻尼垫片安装前后隔膜泵的振动响应，发现该垫片能够以4 mm（或传统的1/10）厚度实现良好的减振效果，提高了系统的稳定性。与此同时，本文还从材料和结构的角度分析了三明治约束阻尼垫片的减振机理。     

阻尼降噪车轮的有限元分析与研究

采用阻尼技术,以车轮表面贴阻尼板的方式设计降噪车轮.利用有限元分析方法,对贴有降噪阻尼板的降噪车轮和无处理车轮进行模态计算、谐响应计算,并进行相应的试验测试.模态计算结果显示,在高频段阻尼车轮减振降噪效果明显优于无处理车轮.谐响应计算表明,在相同激励力作用下,与无处理车轮相比,阻尼降噪车轮在较大频率范围内同一节点的动力响应有很大程度的降低.试验测试证明在车辆速度较低时,两者产生的噪声水平相当;但是,在车辆速度较高时,阻尼降噪车轮具有明显的降噪效果.因此采用在结构表面上敷设一层约束层,约束层上粘贴薄层的黏弹性材料,然后在最上面增加一层约束层的方式设计车轮阻尼装置,能起到较好的减振降噪效果.     

基于渐进法的约束阻尼结构拓扑多目标动力学优化

为实现阻尼结构减振优化,从阻尼材料的力学本构出发,基于虚功原理建立了约束阻尼板动力学平衡方程,从阻尼耗能角度推导出模态损耗因子解析计算式。构建了以模态损耗因子最大且模态频率变动最小为目标、以阻尼材料用量为约束的阻尼板多目标优化数学模型。在对模态损耗因子及模态频率灵敏度进行推导的基础上,构建了归一化复合灵敏度算式,并引入拓扑渐进法求解优化模型。编制出阻尼板渐近法优化程序,并对阻尼板进行了优化仿真。结果显示,采用多目标拓扑渐进优化,既能大幅提高阻尼材料的减振效能,又能保证阻尼板频率特性的稳定,且可较大幅度地降低阻尼材料用量。对阻尼板进行了谐响应分析,验证了优化结果的有效性。该优化法在对结构动力学特性有严格要求的减振设计中存在应用前景。     

约束阻尼板双线性材料插值法拓扑动力学优化

为减小阻尼板质量并提高减振性能,研究了结构动力学优化技术。构建了以移动常数与模态损耗因子差值为目标、阻尼层单元密度为拓扑变量、阻尼层体积用量及振动模态频率为约束的阻尼板优化模型。利用序列凸规划法构造目标函数的凸性逼近式,采用拉格朗日乘子法解算逼近函数,以获取全局优化的阻尼层布局。利用模态损耗因子与模态应变能的本构关系推导目标函数关于拓扑设计变量的灵敏度,基于K-T条件构造拓扑变量迭代式。引入双线性插值函数惩罚拓扑变量并使其值聚集于0或1,编写并实现了悬臂阻尼板优化程序。当阻尼层体积用量控制在50%时,1阶模态损耗因子增大52.29%,灰度单元占比1.78%。阻尼板谐响应分析表明优化构形具良好减振特性。双线性插值优化既能充分发挥阻尼层的耗能效力又可大幅减少灰度阻尼单元数。     

阻尼结构减振性能的测试及分析

车身壁板的振动和噪声影响车辆NVH性能,在车身壁板粘贴阻尼衬层能够起到减振降噪的作用。利用强迫共振法测试基板(钢板)、自由阻尼结构(钢板+纯橡胶)、约束阻尼结构(钢板+纯橡胶+约束层)以及多层阻尼结构(钢板+纯橡胶+约束层+纯橡胶)四种阻尼结构试样。分析试样频谱图共振曲线得到如下结论:钢板附上衬层后的共振频率均要比原钢板试样的共振频率小;自由阻尼结构、约束阻尼结构、多层阻尼结构相对于基板的减振百分比分别为64.19%、71.77%、73.66%,减振效果依次增强;钢板、自由阻尼结构、约束阻尼结构、多层阻尼结构的阻尼因子分别为0.008、0.019、0.030、0.032,阻尼因子越大,阻尼性能越好,减振性能越强。并且从微观力学角度,对自由阻尼结构、约束阻尼结构、多层阻尼结构的减振机理进行了分析。     

齿轮传动的阻尼减振技术研究

主要研究了各种阻尼减振形式对齿轮传动轮体振动的影响,通过有限元软件ANSYSY计算得到一对齿轮传动周期性变化啮合力,对齿轮进行简化,将计算得到的啮合力作用到齿轮轮体上,比较齿轮轮体在添加阻尼前后的振动情况.结果表明对于单腹板齿轮,约束阻尼层的减振方式优于非约束阻尼层的方式,可以有效地降低腹板振动,减小噪声.     

层间过渡约束阻尼梁有限元建模与振动-阻尼特性分析

三层约束阻尼结构常被用于工程结构的减振降噪设计中,为了增加其抗振性能,可在黏弹层和基层中间加入一层"过渡层",从而构成一种新的层间过渡约束阻尼结构。基于一阶剪切变形理论和哈密顿原理建立有限元模型,对该结构进行相应的振动和阻尼特性分析。为验证该模型正确性,与解析解进行对比,二者计算结果吻合良好。以悬臂阻尼梁为例,与传统的约束阻尼梁进行对比,计算结果表明增加"过渡层"可以增大结构的损耗因子,进而提高减振耗能效果。同时还讨论了过渡层的材料如何选择以及其参数对系统的固有频率和损耗因子的影响,为进一步的优化工作及实际工程应用提供了一定的参考。     

平台振动控制中粘弹性阻尼器及其位置优化

针对结构复杂的多自由度海洋平台模型，设计了粘弹性阻尼器，研究了基于粘弹性阻尼器的海洋平台振动控制及阻尼器的位置优化，考虑到粘弹性阻尼器的减振原理，采用层间相对位移的均方差作为阻尼器的定位准则，使海洋平台受控点的位移响应降低到允许的范围内。针对一个实际的7自由度的海洋平台计算模型，在随机波浪载荷作用下进行了平台振动响应分析及阻尼器的位置优化设计。结果表明，大跨安装阻尼器后平台位移响应谱幅度大大地降低。     

基于ANSYS的新型TRT阻尼叶片力学性能分析

以一种新型TRT阻尼叶片为研究对象,基于有限元方法和结构力学理论,以有限元分析软件ANSYS为平台,对TRT阻尼叶片在一定约束和载荷作用下进行了静态和动态应力分析,获得了阻尼叶片的应力与位移的分布规律,结果表明新型TRT阻尼叶片不仅满足强度要求,而且具有良好的减振性,能够延长TRT装置的使用寿命。文章的分析数据和研究结果为叶片的阻尼结构改进提供了参考依据。     

掘进机截割减速器振动问题分析与改进

针对某型号掘进机截割减速器振动明显的问题,基于其结构组成,分析得出自由阻尼减振结构的脱落是导致减速器振动明显的主要原因,并提出了约束阻尼结构的减振改进方案.运用ANSYS仿真计算软件分析对比了改进前后减速器的静态、瞬态应力和位移分布情况.应用结果表明,相较于原自由阻尼减振结构,约束阻尼减振结构可以降低减速器的最大振幅,延长了掘进机的使用寿命,降低维修成本,为企业创造更多的经济效益.     

惯性导航平台减振装置设计及其动态特性分析

针对惯性导航平台隔离振动的要求,在分析惯性导航平台振源基础上,结合减振理论,设计了该平台的减振系统。基于复刚度模型的橡胶减振系统理论,实验测试得到橡胶减振器多种工况下的参数-刚度、损耗因子。建立了减振系统的有限元模型,通过模态分析获得减振系统的前12阶固有频率,并通过谐响应分析方法分别获得发动机怠速激励和陀螺仪抖动激励下的位移响应,结果表明所设计的减振系统固有频率远离发动机怠速激励和陀螺仪抖动激励频率、位移响应幅值小,具有良好的减振效果。     

含弹性约束复合阻尼板的振动机理与特性

针对汽车车身减振降噪需求,开发新型复合黏弹性阻尼材料。基于经典的自由阻尼和约束阻尼耗能原理,提出了一种含弹性约束的具有剪切和弯曲复合耗能机制的复合阻尼层结构。基于层间位移连续关系和薄板理论建立了阻尼复合板的位移方程和应变能能量方程,针对局部阻尼敷设及四边简支边界条件,结合假设模态法,推导出了复合阻尼板的运动微分方程、振动频率特征值方程等,求解得到了复合阻尼板的固有频率及损耗因子。复合阻尼层可用于研究单相材料不同参数特性及多相材料性能对比,且随着弹性层的上移,减振性能越好。复合耗能机理公式的推导,也为其在汽车上应用提供理论依据。     

含弹性约束复合阻尼板的振动机理与特性

针对汽车车身减振降噪需求,开发新型复合黏弹性阻尼材料。基于经典的自由阻尼和约束阻尼耗能原理,提出了一种含弹性约束的具有剪切和弯曲复合耗能机制的复合阻尼层结构。基于层间位移连续关系和薄板理论建立了阻尼复合板的位移方程和应变能能量方程,针对局部阻尼敷设及四边简支边界条件,结合假设模态法,推导出了复合阻尼板的运动微分方程、振动频率特征值方程等,求解得到了复合阻尼板的固有频率及损耗因子。复合阻尼层可用于研究单相材料不同参数特性及多相材料性能对比,且随着弹性层的上移,减振性能越好。复合耗能机理公式的推导,也为其在汽车上应用提供理论依据。     

空间桁架复合结构的阻尼减振分析与试验研究

为了解决桁架复合结构振动响应过大,光电学仪器可能发生失效的问题,利用在桁架管壁和箱体面板上敷加粘弹性约束阻尼层的方法对整体结构进行减振。采用有限元分析软件Nastran对原结构和敷加粘弹性约束阻尼层的桁架复合结构进行给定工况下的振动特性分析,得到了桁架复合结构指定位置的振动加速度响应曲线。以阻尼因子大小作为减振效果评价指标,通过对粘弹性约束阻尼层的厚度进行优化和对比分析,最终得到了最优的粘弹性约束阻尼层设计参数。试验结果表明,粘弹性约束阻尼层对于空间桁架复合结构具有良好的减振效果,试验数据和仿真结果一致,减振方案切实可行。     

敷设支撑层的约束阻尼梁减振优化设计

约束阻尼是板梁减振降噪的重要手段之一,敷设支撑层的约束阻尼结构能够获得更好的减振效果.基于有限元方法建立简支约束阻尼梁模型,以阻尼段段数、长度、段间间隙、支撑层厚度作为设计变量,梁结构的前4阶模态损耗因子乘以权值的和为目标函数,应用序列二次规划法对整个结构进行优化.在不同质量的约束条件下,分析比较了选取不同权值时约束层连续与间断情况下梁中点的振幅变化和损耗因子的变化.实例结果表明:优化设计能够保证在引入质量较小的情况下,达到更好的减振效果.     

深沟球轴承的动态特性分析

以深沟球轴承skf6180为研究对象,运用catia软件建立轴承的三维实体有限元模型,以igs格式导入ansys workbench中。利用modal模块和harmonic reasponse模块对深沟球轴承进行模态分析和谐响应分析。在约束状态下,不填任何外力分析轴承的的固有频率;以此为基础进行轴承的谐响应分析。在外力状态下,以40000Hz载荷分析振幅位移。研究结果表明,在约束状态下这些特征参数和形态对深沟球轴承在工作中不会发生共振现象,可以满足机器生产要求,并对轴承进一步设计优化和应用提供参考。