橡胶弹簧减振器在破碎机隔振中的特性分析

橡胶弹簧减振器强度高,回弹性好,压缩永久变形小,缓冲性好,广泛应用在破碎机隔振系统中.笔者阐述了隔振的基本原理,在分析了惯性圆锥破碎机的振动特点的基础上,对橡胶弹簧减振器在破碎机隔振系统中的特性进行了分析计算.结果表明,橡胶弹簧减振器可以对惯性圆锥破碎机起到很好的减振效果.     

磁悬浮支承振动半主动控制设计与仿真

利用DSP作为控制算法的核心器件,搭建了半主动减振系统,并将其应用于双层隔振系统中。通过调节PID控制器参数,改变电磁力从而获得系统的最佳刚度和阻尼。针对磁悬浮支承双层隔振系统的非线性和工作过程的复杂性,利用Simulink在非线性控制系统领域的仿真优势,建立磁悬浮支承的数学模型,将模糊控制、神经元控制分别和PID控制相结合进行仿真对比,仿真实验表明,神经元PID控制的动态性能和稳定性最佳,为磁悬浮浮筏隔振系统进行变刚度变阻尼控制提供可遵循的依据。     

橡胶弹簧的设计计算

在弹性系统中,弹性支承除了金属弹簧外,还有橡胶弹簧。它除了具有良好的减振、隔音和缓冲效果外,还有①橡胶弹簧的形状和尺寸能自由选择,容易满足多向刚度和强度的要求;②有适当的阻尼,有利于越过共振区,能衰减高频振动和噪音;③其冲击刚度较动刚度、静刚度为高,有利于减少冲击变形。     

几何非线性黏性阻尼隔振系统的传递率特性

针对传统舰载非线性隔振系统中存在的抑制共振峰值和改善高频传递特性相矛盾的问题，首先，建立了包含非线性刚度、库伦阻尼和几何非线性黏性阻尼的非线性隔振系统数学模型，采用谐波平衡法进行解析求解；其次，对比分析了线性阻尼、库伦阻尼和几何非线性阻尼对隔振系统传递特性的影响规律，进一步研究了激励幅值对不同阻尼隔振系统振动性能的影响；最后，通过振动试验进行了验证。结果表明：增加系统库伦阻尼，虽然能够降低软特性隔振系统共振区传递率，但会导致硬特性隔振系统出现“频率岛”现象，同时高频隔振性能下降，而且随着激励幅值的增加，共振区隔振性能随之变差；增加系统几何非线性黏性阻尼，不仅能够有效降低共振区传递率峰值，而且能够保证高频区良好的隔振性能；几何非线性黏性阻尼拓宽了系统对激励幅值的适用范围，为非线性隔振系统设计提供了指导作用。     

一种单层囊式空气弹簧的隔振分析

空气弹簧是一种理想的非线性隔振元件,其容易实施主动控制,具有优良的刚性非线性特性,能有效抑制振动、缓冲减振。以某型囊式空气弹簧为研究对象,基于ABAQUS建立有限元模型,并对充气到0.7MPa过程和压缩10mm过程进行了模拟仿真,得出应力应变云图,借助X-Y曲线图分析了空气弹簧垂向力学特性,并对刚度进行了曲线拟合。最后基于MATLAB对空气弹簧的隔振性能进行了分析,得出其可以将外界简谐激励的振幅由10 mm降低到2 mm左右,具有良好的隔振性能。     

新型高振强双质体振动磨的非线性振动

选择高振动强度双质体振动磨超细粉碎方法,研究非线性振动对物料粉碎粒度细化的影响。主振系统采用非线性变节距弹簧,其刚度为变量,且随动载荷即振动强度变化而变化,以适应系统变频调速与近共振的工作需求,达到系统稳定工作、节能高效的目的。采用环形橡胶弹簧作为减振系统的减振弹簧,弹性模量小,可获得较大的弹性变形,易实现理想的非线性特性;系统具有高内阻,对突加载荷的吸收及隔振效果良好。试验发现物料粉碎粒度有向纳米级细化的趋势,目前国内外采用振动磨粉碎方法对超硬粉体进行超细粉碎徘徊在微米级水平上的现状已经突破。样机研制和对人造金刚石粉体的振动试验,取得了输入均值为10 m、输出均值约达0.2 m的阶段性成果。     

基于HB-AFT方法的不对中转子系统超谐共振分析

考虑球轴承的非线性支承力和联轴器不对中的影响,建立含套齿联轴器的偏盘转子系统动力学模型,研究系统在转子不平衡激励和联轴器不对中激励共同作用下的非线性响应特性。针对具有分段和分数指数强非线性特性的动力学方程,采用谐波平衡法-时频域转换技术(HB-AFT)求得系统的周期解,并与数值积分结果进行对比,证明HB-AFT方法的有效性。结合弧长延拓方法和Floquet理论分析转子系统的超谐波共振特性,在低速区发现若干超谐波共振区域,其中以第三次超谐波共振较为明显。在高速区发现二次超谐波共振,共振曲线具有明显的硬弹簧特征且上翘,共振峰值较大,容易发生剧烈的振动突跳行为,给转子系统造成冲击和损害。探讨轴承间隙、轴承阻尼、不对中和外加载力(定常载荷)对超谐波共振曲线的影响规律,为控制策略的制定提供了一定的参考依据。     

欧拉压杆在超低频垂直隔振系统中的应用研究

研制一种新型超低频垂直隔振系统。该隔振系统采用欧拉压杆作为负载弹簧，使隔振系统的被隔振质量与负载弹簧质量之比达到最大，显著地提高隔振系统产生内共振的频率；导出欧拉压杆力学特性及以欧拉压杆为弹性元件的隔振系统固有频率表达式；在平衡位置处采用负刚度弹簧与欧拉压杆弹簧并联，使隔振系统的刚度在平衡点趋向于零，可显著降低系统固有频率，隔振性能明显提高。     

汽车传动轴中间支承的减振设计

对重型汽车传动轴的中间支承橡胶减振装置进行了理论分析和优化设计。首先运用隔振理论计算了该减振装置有效工作的刚度范围,再运用有限元法对橡胶体的内部结构进行了优化设计,使其刚度达到理论计算值。为了准确描述橡胶材料的非线性特性,选取Ogden三阶本构模型和试验数据进行参数拟合,提高了有限元分析的准确性。结论表明:通过建立准确的橡胶本构模型和有限元分析模型,可以对传动轴中间支承结构的减振性能进行优化,达到减振设计的目的。     

计入入口冲击压力的弹簧支承式推力轴承热弹流研究

提出了计算一维入口冲击压力的方法，对弹簧支承式推力轴承进行三维热弹流研究，讨论弹簧支承式推力轴承在不同工况参数下性能的变化。研究表明，入口冲击压力对弹簧支承式推力轴承的性能影响显著，并揭示了在不同转速和载荷下轴承的各项性能曲线的变化情况。     

混沌状态下非线性隔振装置的隔振性能评估

针对混沌状态下非线性隔振装置的特殊隔振性能，从非线性系统的隔振原理及混沌隔振原理出发，提出在激励频率为优势频率的简谐激励下，使隔振装置处于特定的混沌状态，通过振级落差公式评估隔振装置的整体隔振性能，通过优势频率处的能量衰减评估隔振装置对特定优势频率的局部隔离效果，从而对混沌状态下的非线性隔振装置的隔振性能进行综合评估。并通过实例对该方法进行了验证。     

离散型整星隔振系统的动力学参数设计

研究离散型整星隔振系统的动力学参数设计问题。通过建立整星隔振系统的动力学模型,得到从隔振器底端到卫星质心的振动传递率。用理论和仿真方法对此动力学模型进行有效验证,表明该动力学模型能较好地体现离散型整星隔振系统前两阶的振动传递规律。通过衰减不同的共振峰值的内在规律,讨论该隔振系统动力学参数对振动传递特性的影响,提出离散型整星隔振系统的动力学参数设计原则,为整星隔振器的结构参数设计提供理论指导。利用振动台对离散型整星隔振系统进行振动试验,表明该隔振器具有很好的隔振性能,验证了动力学参数设计的正确性。     

剪切型磁流变脂阻尼器转子系统的动力特性

为了解决磁流变流体沉淀给磁流变流体装置动力特性带来的影响,提出一类流变特性也可以随外加磁场发生显著变化的磁流变脂,基于剪切工作原理设计用于旋转机械转子系统的剪切型磁流变脂阻尼器及单盘悬臂转子系统,通过试验详细地研究剪切型磁流变脂阻尼器对转子系统动力特性的可控性、剪切型磁流变脂阻尼器抑制转子系统振动的有效性,以及剪切型磁流变脂阻尼器对转子系统的振动进行主动控制的适用性,并考察了剪切型磁流变脂阻尼器－转子系统的动力特性在长时间内的重复性。结果表明,利用一个低压电磁线圈产生的磁场就可以控制剪切型磁流变脂阻尼器－转子系统的动力特性,在合适的磁场条件下剪切型磁流变脂阻尼器能够极大地抑制转子系统的振动,剪切型磁流变脂阻尼器－转子系统的动力特性在较长的时间内具有良好的重复性,剪切型磁流变脂阻尼器适合作为转子系统振动的主动控制元件。     

磁流变弹性体变刚度隔振系统的设计与仿真分析

磁流变弹性体兼有磁流变液和弹性体的优点,其剪切模量可由外加磁场控制,在振动控制等方面具有广阔的应用前景。现有的隔振系统中隔振器刚度一般都是固定值,这使系统的隔振效果有局限性,对较低频率振动,尤其是共振时的隔离效果很差。提出了将可调刚度的磁流变弹性体隔振器用于隔振系统中．通过改变隔振器的线圈电流大小来控制磁流变弹性体的剪切模量,进而调整隔振系统的刚度,使系统获得更宽的隔振频率范围。设计了隔振器的结构,基于SimuLink软件对系统的隔振效果进行仿真分析．表明了设计的有效性．     

径向电涡流阻尼器对柔性转子系统振动的控制

为了抑制转子系统的振动和研发高性能的转子系统振动主动控制执行元件,基于电涡流原理提出了一种新型的转子系统径向电涡流阻尼器,在一个带有双盘的柔性转子系统上详细地测量了不同磁场强度条件下径向电涡流阻尼器支撑的转子系统在非旋转状态下的传递函数、在恒定转速下的运动轨道以及在慢加速运行过程中的不平衡响应曲线,并进行了利用径向电涡流阻尼器对转子系统的振动进行分段和比例控制的有效性试验。结果表明了这种新型的径向电涡流阻尼器不仅具有结构简单、无需流体介质、无机械接触等特点,而且其动力特性还容易控制,在设计合理的条件下能够显著地减小转子系统的振动,是一种被动和主动兼备具有良好发展和应用前景的转子系统阻尼结构。     

Effect of viscous heating in fluid damper on the vibration isolation performance

Fluid viscous damper is an important component of a whole spacecraft vibration isolator and many other isolators applied in different areas. In this paper, the interaction between viscous heating and damping force in a fluid viscous damper is considered. And a thermodynamic model of the fluid viscous damper, which includes a dynamic equation and the thermal balance equation, is developed. As the system is time varying in the application of whole spacecraft vibration isolation, the effect of viscous heating on the vibration isolation performance is numerically studied both in the frequency domain and the time domain. From the numerical analysis, it is found that the temperature rise mainly causes shifts of resonant frequencies and larger amplification factors at resonances.     

转子系统振动的灰色预测控制研究

分析了转子系统灰色预测控制设计方法及应用。针对单盘对称转子轴承系统 ,建立了灰色模型 GM(1,1)为主体的灰色预测控制模块 ,进行了振动主动控制研究 ,仿真计算结果表明 ,将灰色预测控制理论与方法应用于转子系统振动主动控制是可行的、有效的     

挤压式磁流变液阻尼器--转子系统的动力学特性与控制

用磁流变液代替常规挤压油膜阻尼器的润滑油,可制成阻尼特性受磁场控制的挤压油膜阻尼器,用于转子系统的振动控制。依据Bingham模型推导了磁流变液挤压油膜的雷诺方程及其解的表达式,给出了油膜流速、压力分布、油膜反力和阻尼器内磁拉力等的计算公式;以磁流变液阻尼器—刚性转子系统为例,理论分析了挤压油膜的力学特性和转子系统的不平衡响应特性;设计和制造了一种用于转子振动控制的挤压式磁流变液阻尼器;试验研究了支承在该阻尼器上的单盘偏置柔性转子系统的不平衡响应特性和控制方法。研究表明,磁拉力可降低一阶临界转速和临界振幅;油膜反力可降低转子系统在无阻尼临界转速处的振幅,并使一阶有阻尼临界转速增大;通过开关控制能使阻尼器具有最佳的减振效果,使转子振幅在全转速区达到最小。     

磁流变液阻尼器-柔性转子系统振动特性与控制的再研究

对先前提出的理论分析模型进行适当改进，用新模型对支承在磁流变液阻尼器上的单盘悬臂柔性转子系统的振动特性和控制技术进行再研究。研究表明，随着磁流变液阻尼器的库仑阻尼力的增大，系统在无阻尼临界转速处振幅明显下降，但在两阶临界转速之间的一定转速区振幅增加；同时，随着库仑阻尼力的增加，阻尼器轴承处的振幅在几乎所有转速时都被减小，甚至在某些转速区间该轴承被“锁住”，而且轴承能够振动的区间越来越窄。这说明转子系统从一个弹性支承系统逐步转化为一个准刚性支承系统，阻尼器支承的有效刚度越来越大，使得一阶有阻尼临界转速逐渐提高，并逐渐接近刚支临界转速。根据这些特性，提出通过开关控制抑止转子通过两阶临界转速过程中的振动，并使转子振幅在全转速区达到最小。仿真结果表明，系统能平稳通过两阶临界转速。     

转子在线自动平衡研究

研究了转子在工作转速下实现在线自动平衡的方法。以电磁执行器作为施力装置,运用傅里叶分析和线性系统的叠加原理,对不停车的情况下转子不平衡振动的识别和抑制的算法进行了推导,并在一滚珠轴承支承的转子系统上进行了试验研究。结果证明该方法和装置能够使旋转工作频率下转子的不平衡振动大大减小。