安检设备辐射噪声分析与控制

以某型安检设备为研究对象,进行噪声振动测试分析,获得噪声和振动频谱。通过理论分析和计算确定噪声频谱图中各噪声峰值对应的噪声源及其传播途径,并同步采集主要噪声源部件的振动加速度信号。对振动和噪声信号进行频谱分析及相干性分析,指出电动机为该安检设备的主要噪声源,在初步采取减振、降噪措施后,噪声下降3．9dB（A）。     

机器人RV减速器振动测试与分析

以秦川RV-40E减速器为研究对象,利用减速器综合测试平台测试不同转速下的振动信号,通过时域分析研究减速器整体振动特性,通过频域分析找到特征频率的主要峰值,对比随转速变化的频谱图得到振动特性变化规律.研究发现早期振动以齿轮碰摩特征为主,固有频率及干扰信号影响剧烈.     

客车车内声场的声固耦合分析

利用HyperWorks软件建立了客车骨架结构有限元模型和客车车内声腔声学有限元模型,在Virtual Lab中建立了声固耦合模型,并进行模态分析。采集了客车怠速工况下发动机悬置被动端振动加速度以及车内前中后排乘客处声压值;将测量的激励信号施加于声固耦合模型进行频率响应分析,计算10~200 Hz范围内的车内声压响应,并与试验测试得到的声压值进行对比分析。分析表明,仿真响应频谱与试验响应频谱的峰值频率对应较好,虽然仿真值小于试验值,但是利用此模型还是能够较准确得预测车内振动噪声响应。     

振动夹具结构的振动力学特性分析

根据结构的动力学原理和振动理论,对一种振动夹具进行动态特性分析。分析其固有频率,并使其固有频率远离激励信号的频率。利用三维立体建模软件对夹具进行三维建模,并运用有限元分析软件对其进行动力学特性分析。通过分析结果表明这种振动夹具的第一阶固有频率低于激励信号的频率。对振动夹具的结构进行优化设计,提高其第一阶固有频率,最终得到一种固有频率远离激励信号频率的振动夹具结构。     

某水下航行器电机支架的动力学分析

振动噪声是水下航行器的重要指标,水下航行器的电机支架是振动传递的关键,因此以某水下航行器电机支架为研究对象,采用CAD软件Sol-id Edge建模,用有限元软件ANSYS Workbench对其进行动力学分析,包括模态分析和谐响应分析。通过有限元计算得到电机支架的固有频率和对应的振型,进而计算出结构的频率响应曲线,分析峰值频率对应的应力与变形,找出电机机架的共振频率,最后评估水下航行器电机支架的动态性能,为支架进一步结构设计提供了理论依据。     

往复压缩机管道振动测试分析

针对往复压缩机管系的振动进行了测试,得到振动位移数据和频谱特征,计算了该管系的气柱固有频率和结构固有频率,通过分析得到振动原因。并从削减激振力强度和优化管道动力特性两个方面阐述了减振措施。     

基于数据驱动的离心泵转速识别及故障诊断研究

针对提取离心泵转速数据成本高、操作困难，获得的先验参数误差较大等问题，提出了一种完全基于数据驱动的离心泵转速识别模型。首先，采用快速傅里叶变换(FFT)得到了振动信号的复频谱，利用有效频段内的频谱计算了等效速度谱；然后，通过计算速度谱的谱峰值与本底能量之间的差值，获取了差值最大值，并将其与当前本底能量进行了对比(若满足条件，其对应的频率即为离心泵的转频);对原始振动信号进行了包络解调得到了包络谱，在包络谱中搜寻具有明显谐波特征的故障频率，并分析了故障频率周围的边带特征，结合故障频率和边带特征，对离心泵进行了故障诊断分析；最后，采用实验获得的实际离心泵振动数据，对上述算法模型的准确性进行了验证。实验结果表明：使用基于数据驱动的离心泵转速识别模型对具有明显内圈故障特征的离心泵冲击信号进行识别，其转频为43.58 Hz,在包络谱中有明显的故障特征频率为214.8 Hz,故障特征系数为4.93,符合轴承内圈故障信号特征，也与实际离心泵故障一致。研究结果表明：采用计算速度谱的谱峰值与本底能量之间差值的方法可以有效排除噪声的干扰，准确地识别设备的转速，可为实际工程中的设备故障诊断提供技术支持。     

基于设计情形的叶片模态分析

针对某三叶片风扇,建立了叶片的有限元模型。通过对该模型进行模态分析,得到了叶片的固有频率和相应的模态振型,并分析了各阶振型下叶片的振动情况。通过不同的设计情形算例,分析了叶片材料弹性模量、泊松比、质量密度对叶片固有频率的影响。考虑叶片旋转工作状态下离心力会产生预应力的影响,通过加载旋转力矩,求解了多组设计情形的预应力下叶片的固有频率,计算结果表明,叶片的旋转状态会对叶片的振动特性产生影响,离心预应力会使叶片固有频率变大。     

滚珠丝杠直线模组的模态分析

针对直线模组在工作过程中容易出现共振、影响工作精度、缩短使用寿命等问题,提出用有限元分析和试验相结合的方法来研究滚珠丝杠直线模组的固有频率。通过建立三维实体模型,用有限元分析方法对滑块在不同位置状态下直线模组的模态进行分析。通过锤击法产生激振力,用振动传感器获取模组的振动信号。通过有限元分析,得到滑块在不同位置下直线模组的固有频率和固有振型。通过对采集到的振动信号进行快速傅里叶变换,得到频谱图。通过对测试数据的分析对比,验证模态分析建模的正确性,为滚珠丝杠直线模组的结构优化设计与应用提供理论依据。     

声磁传感器及其频谱检测技术研究

声磁传感器基于材料的磁致伸缩效应,当对其施加交变磁场激励信号,并且交变激振信号的频率与材料的固有频率相等时,材料将产生磁力共振.接收装置检测到材料由于共振而产生的声波信号,并经过处理得到声磁传感器的共振频率及响应幅值.由此,可以研制应用于物品识别、电子防盗等领域各种不同功能的声磁传感器.其基本结构组成包括偏磁元件、振动元件及壳体等.影响该类传感器灵敏度与精度的主要因素有振动元件的结构参数、偏磁元件的剩磁场,以及振动元件材料的物理性质等.     

基于有载分接开关激振的变压器绕组松动故障诊断

为实现变压器绕组松动故障诊断,提出了基于暂态振动信号的绕组松动诊断方法。根据理论分析可得变压器绕组松动时,其振动固有频率会下降,而有载分接开关动作恰好会激发变压器的自由振动,因此通过小波变换对变压器振动信号进行处理,得到了其振动固有频率。结果表明,变压器在绕组松动时其固有频率的确会下降,可以作为故障诊断依据。     

含间隙并联腿步行机器人的固有频率分析

针对步行机器人运行中出现振动与关节异响这一现象,采用动力学方法模拟运动副间隙模型的接触状态,分析了含间隙步行机器人的固有频率,避免了计算模态分析方法在仿真分析时会忽略非线性因素的问题.通过瞬态动力学仿真,计算出含间隙步行机器人的位移响应,再经过傅里叶变换,得到频率响应曲线,曲线峰值对应频率即为含间隙步行机器人的固有频率.仿真结果表明,关节间隙的存在会降低步行机器人的各阶固有频率,但间隙不会影响模态振型,1阶振型均为平台与支腿沿X轴的摇摆振动,2阶振型与1阶振型正交,3阶振型均为平台与支腿沿Z轴的扭转振动.     

埋入式FBG振动传感器在变压器铁芯-绕组振动检测中的应用

直接采集变压器振动信号可以对变压器的运行状态进行预测与诊断。通过对变压器铁芯-绕组模型的有限元分析计算,得到铁心-绕组前三阶固有频率为70.807,142.59,163.73 Hz,通过对于振型的分析得到应将传感器布设于铁心顶部,通过对于谐响应信号的分析得到变压器铁芯-绕组模型有2个振动的敏感方向。在变压器内铁芯上端埋入了2支光纤Bragg光栅振动传感器,测得变压器负载运行下的振动信号。再通过JADE算法将2组负载信号进行盲源分离,分别得到了铁心和绕组的振动信号。     

BZ4200精密故障诊断仪应用实例

设备的任一运行状态都具有一个固定的频谱。设备上的每一个运动部件在运转中都会产生具有一定频率的振动信号,每一个振动信号分别对应谱线中的峰值。当某个运动零件出现故障时,对应的峰值就会大幅度增高。因此,通过频谱分析可以迅速找出故障产生的原因和部位。我们采用北京测振仪器厂生产的BZ4200精密故障诊断仪,对25×3000毫米卷板机主减速机传动系统进行了诊断。该卷板机的主减速传动结构见图1。它的传动电机转速为 695r/min,经联轴器带动Ⅰ轴。齿轮1～6的齿数及其振动频率对应列于表1。     

行波管模态分析与有限元模型修正

行波管的工作环境恶劣,其结构的振动特性对寿命及可靠性有着重要影响。应用有限元分析软件对行波管进行模态分析,并通过模态试验实测了行波管的模态参数,得到行波管前四阶固有频率和振型。对比分析仿真和试验结果,仿真计算的模态频率偏高。应用Kriging模型构建固有频率与材料参数的关系,将试验结果作为目标进行材料参数修正。修正后的仿真模型的计算精度有了大幅度提高,行波管结构的固有振动特性得到更加真实地反映,为进一步研究其动力学特性提供了更加准确的模型基础。     

板级电路热振动耦合特性分析与研究

在求解热振动耦合问题的时候,由于耦合项的存在,使得温度场不能独立求解,大大增加了问题的复杂性.针对精确求解耦合问题的困难,从有限元法入手,运用功能强大的ANSYS分析软件,以特定板级电路模块为研究对象进行热振动耦合特性分析.在分析过程中考虑了材料参数随温度变化的非线性因素,并和不考虑热效应的振动分析结果进行了比较.通过分析与研究,得到了热应力既可以增大板级电路的固有频率,也可以减小板级电路的固有频率;在温度场的影响下,板级电路的弹性模量会降低,从而使固有频率降低,而其它材料参数对固有频率影响不一;多影响因素的综合作用下,通常会使板级电路的固有频率降低等结论.     

高速工业缝纫机振动分析与减振设计

高速工业缝纫机是包装工程中重要的缝制装备,其振动直接影响包装缝制质量。针对高速工业缝纫机存在的振动问题,分析了其振动机理,设计了振动测试实验,对高速工业缝纫机的机壳和底座工作面板进行了振动测试采样。通过对振动测试实验数据进行时域分析和频域分析,计算了不同的电机转速下高速工业缝纫的峰值频率。对高速工业缝纫机的机壳、机壳与底座进行了模态仿真分析,结果表明当电机的振动峰值频率或倍频处在高速工业缝纫整机的一阶固有频率时,会导致电机与机壳产生共振,加大高速工业缝纫的振动。据此提出了橡胶垫减振和机壳减重两种高速工业缝纫机减振设计方案,通过仿真模拟分析了不同厚度橡胶垫对改善机体固有频率的作用,发现随橡胶厚度的增加机体固有频率随之降低;通过对机壳端部部位进行减重设计,大幅改善高速工业缝纫机机壳固有频率,实现高速工业缝纫机减振。     

矿井设备齿轮与轴承故障的诊断基础及信号特征研究

应用齿轮振动和轴承振动的数学模型,对齿轮和轴承故障的诊断基础和信号特征进行研究,认为:齿轮和轴承不同形式的故障对应不同特点的振动信号,根据振动信号的时域和频谱特征可以得到特定的故障形式;齿轮发生故障时会在其频谱图中形成频率和幅值调制现象。     

结构参量改变时弹性机构本征特性的研究

研究了改变结构参量对弹性机构内在特性的影响及其规律。首先以平面４Ｒ机构为例分析了机构杆件长度参数变化对机构固有频率和动应力等的动态响应。然后从参量与振动的关系的角度对数值计算结果进行了理论分析，由此得到了机构固有频率与结构参量之间的定性关系，进一步揭示了弹性机构的本征特性     

基于合闸宽频振动信号的绕组机械状态评估

针对基于离散频率振动信号的绕组机械状态诊断方法无法真实反映绕组结构特性，且对于绕组早期松动故障灵敏度低的问题，提出了基于合闸暂态宽频振动信号的变压器绕组机械状态检测方法。首先，研究了变压器空载合闸时绕组轴向振动机理，基于最小作用原理建立了双导线振动模型动力学方程；其次，通过鲸鱼优化算法（whale optimization algorithm， 简称WOA）优化的变分模态分解（variational mode decomposition， 简称VMD）得到包含绕组基频和机电耦合效应下高频分量的模态分量；最后，计算信号的样本熵值（sample entropy，简称SampEn）和频谱峰值，依据样本熵及频谱峰值的变化对变压器绕组机械状态进行检测。研究结果表明：伴随固有频率的变化绕组会出现参变谐振；WOA-VMD算法降噪效果优于普通VMD算法；基于宽频振动信号的绕组机械状态诊断方法能够有效反映绕组松动故障，验证了基于宽频响应变压器绕组故障诊断的可行性。