激振频率对振动时效效果影响的试验研究

采用振动时效设备和自行设计制作的试件及其支承装置,实现了在无专用应力应变测量设备情况下,对不同激振频率对振动时效效果的影响进行了试验研究,并通过实测应力变化量与幅频特性曲线变化量对其进行了对比分析。     

振动时效激振频率选择的探讨

振动时效激振频率的选择应综合考虑残余应力的集中程度、振动时效后残余应力分布及降低程度.对于结构简单,残余应力集中的构件,振动时效后要得到较低的残余应力状态,应选用较大的激振力,较低的激振频率.对于结构复杂.残余应力不集中的构件,宜采用较低的激振力和较高的振动频率.     

激振力复杂变化的振动系统设计

介绍了振动系统的整体结构以及由直流电机和偏心轮组成的激振装置。对偏心轮的结构及其产生的激振力做了详细分析。最终设计出一个激振力复杂变化的系统。     

含多条裂纹梁的模态与振动疲劳寿命分析

基于Paris公式,提出了一种含多条裂纹梁疲劳寿命预估的方法。在模态分析中,基于传递矩阵方法,利用无质量的弯曲弹簧等效裂纹,提出一种求解含有多条裂纹梁固有振型的方法,分析裂纹数目、裂纹位置、裂纹深度对裂纹梁固有频率的影响。在振动疲劳分析中,研究了在简谐激励作用下裂纹数目对裂纹尖端应力强度因子的影响。通过Paris疲劳裂纹扩展方程和同步分析法,考虑裂纹梁振动与裂纹扩展的相互作用,分析了裂纹数目和裂纹位置对裂纹梁疲劳寿命的影响。结果表明,裂纹数量、裂纹位置和深度对梁的模态参数和疲劳寿命有重要影响。     

轴向压力影响下裂纹梁振动特性分析

建立了在轴向压力作用下梁的振动方程,通过一无质量扭转弹簧来模拟裂纹所在截面,将裂纹梁分为两段完整梁.基于两段完整梁的振型表达式,推导出了轴向压力作用下裂纹梁的传递矩阵,给出了简支裂纹梁和悬臂裂纹梁的频率方程.用Newton-Raphson方法求解了简支裂纹梁和悬臂裂纹梁的频率方程,把所得结果与有限元分析结果进行了对比分析,研究了裂纹深度、轴向压力对裂纹梁固有频率的影响,验证了推导方法的合理性.     

振动滞后相角测量与振动给料机最佳激振频率控制的研究

针对共振式振动给料机的工作特点,以机械振动学理论为依据,解算出共振式振动给料机的运动方程,得到双质体振动系统的振动特性曲线。通过对振动特性曲线的分析,研究共振式振动给料机最佳工作状态时的激振频率,并提出了一种最佳激振频率的控制方法。该方法是基于滞后相角的测量完成其控制过程。通过试验验证了该方法的有效性。     

疲劳裂纺对悬臂梁振动特性影响的理论分析

研究了疲劳理解纹对悬臂梁的固有频率及强迫振动响应的影响，使用余弦函数描述疲劳裂纹的开合过程。计算结果表明，疲劳裂不仅使悬臂梁的固有频率下降，而且引起非线性强迫振动响应。     

裂纹角的大小对裂纹转子振动特性的影响

将离心叶轮转子系统简化为Jeffcott转子系统,在考虑非线性油膜力的基础上,综合考虑了系统的流体激振力,建立了含有裂纹故障转子的动力学模型。运用数值积分法分析了不同裂纹角下系统响应随转速变化的分岔图、相图和Poincare映射图等,结果表明,裂纹深度一定的情况下,随着裂纹角的增大,流体激振力和非线性油膜力对转子系统分岔特性的影响也逐渐增大。     

含裂纹板的振动疲劳裂纹扩展耦合分析

为提高含裂纹板的振动疲劳分析精度,提出一种振动疲劳裂纹扩展耦合分析方法。首先,利用附加载荷等效代替裂纹作用,由力学平衡原理推导含裂纹板的振动方程,基于Rice与Levy应力关系式形成方程的裂纹项;然后,运用Paris方程模拟裂纹扩展,通过振动分析与裂纹扩展计算同步进行的方式考虑振动与裂纹扩展的耦合作用,讨论振动对含裂纹板裂纹扩展的影响。分析表明,结构固有频率与裂纹大小和板厚密切相关;阻尼大小和激振力变化对裂纹扩展速率的影响显著。     

基于固有频率的呼吸式裂纹梁损伤识别方法

将呼吸裂纹梁简化为由扭转弹簧连接的两段弹性梁,在假定振动响应随振幅变化的基础上推导出呼吸裂纹梁的固有频率方程;考虑振动过程中呼吸裂纹的开合情况,假定裂纹梁的刚度是振幅的非线性函数,建立了呼吸裂纹梁的多项式刚度模型;结合等高线裂纹识别理论和方法,提出了一种基于固有频率的呼吸裂纹梁损伤识别方法,算例验证了方法的可行性与有效性。研究表明,该方法的识别精度取决于实验固有频率的精度。     

基于欧拉梁单元模型的裂纹转子变刚度特性分析

裂纹转子旋转过程中,由于裂纹的非线性开/合行为导致转子刚度的变化,进而导致转子复杂的非线性振动。文章研究存在横向表面裂纹转子的纵-弯-扭耦合振动建模,并对裂纹引发的转子变刚度特性进行综合分析。转子建模采用欧拉梁单元模型,并考虑了轴向力、截面剪力、弯矩以及扭矩作用下转子运动的六个方向的自由度。裂纹单元的刚度矩阵采用柔度系数法导出,而柔度系数则由应变能理论求得。在此基础上,对一些影响裂纹转子刚度变化的主要因素如裂纹深度,梁单元长度等进行了数值分析。所得研究结果,有助于理解和揭示具有横向表面裂纹转子的非线性振动响应特性。     

振动筛大梁裂纹扩展特性的研究

基于对振动筛主要结构及工作原理进行分析,以图示的方式分析振动筛大梁裂纹的扩展过程,依据振动筛大梁裂纹结构失效的判定,以已有裂纹的振动筛大梁为模型,排除裂纹的萌生状态,利用ABAQUS中的XFEM方法对振动筛大梁预制裂纹,分别探究裂纹的位置、深度、角度和支撑弹簧刚度对大梁裂纹的影响程度.研究结果显示:支撑弹簧刚度的影响程度最大,其次是位置的影响,最后是深度和角度.     

客车纵梁开裂原因分析

用金相、扫描电镜等分析方法，对开裂的客车纵梁进行了分析。结果表明，纵梁钢材冶金质量差，钢中存在较多的非金属夹杂物，降低了钢的力学性能；纵梁钢板外侧表面遭受外来敲击造成的条状凹陷伤痕，钢板热轧工艺不当，表层存在大块氧化夹杂物及微裂纹等热轧工艺缺陷，是导致其发生纵向开裂的主要原因。     

不对称滞回振动系统频率俘获情况下的同步现象

对具有不对称滞回性的自同步振动系统在频率俘获情况下的同步特性进行研究。建立不对称滞回模型和具有不对称滞回特性的自同步振动系统的非线性动力学模型,利用Matlab/Simulink仿真呈现频率俘获情况下的系统双激振电机的同步运行和系统的同步运行稳定特性。通过仿真分析系统可实现频率俘获现象以及在频率俘获情况下仍能实现同步特性。研究表明具有不对称滞回性的非线性振动系统仍能实现频率俘获情况下的双激振电机的同步运转和系统的同步稳定性。     

结构参数对单轴振动筛振动特性的影响

为分析单轴振动筛支承座位置、弹簧刚度和激振器安装位置等结构参数对振动筛振动特性影响的大小,对系统建立动力学方程,得到系统振动振幅、扭摆角和沿筛面上各个点的振动方程。得到影响各点振动特性的主要因素是扭摆角,分析了振动筛在支撑点位置相对于筛体参振质量质心的距离、支撑弹簧的刚度和激振器旋转中心相对于质心的偏距三者对筛体振动特性影响大小。利用三维建模软件和动力学仿真软件就入出料端的振幅和加速度进行建模和仿真,得到了沿筛面上的不同点的振动位移和加速度值和曲线,结果说明激振器的安装位置影响最大。得到的数据和曲线验证了数学模型的推论,为进一步研究单轴振动筛变轨迹运动和提高生产效率做准备。     

Influence of Self-excited Vibrating Cavity Structure on Droplet Diameter Characteristics of Twin-fluid Nozzle

It is a great challenge to find effective atomizing technology for reducing industrial pollution; the twin-fluid atomizing nozzle has drawn great attention in this field recently. Current studies on twin-fluid nozzles mainly focus on droplet breakup and single droplet characteristics. Research relating to the influences of structural parameters on the droplet diameter characteristics in the flow field is scarcely available. In this paper, the influence of a self-excited vibrating cavity structure on droplet diameter characteristics was investigated. Twin-fluid atomizing tests were performed by a self-built open atomizing test bench, which was based on a phase Doppler particle analyzer(PDPA). The atomizing flow field of the twin-fluid nozzle with a self-excited vibrating cavity and its absence were tested and analyzed. Then the atomizing flow field of the twin-fluid nozzle with different self-excited vibrating cavity structures was investigated.The experimental results show that the structural parameters of the self-excited vibrating cavity had a great effect on the breakup of large droplets. The Sauter mean diameter(SMD) increased with the increase of orifice diameter or orifice depth. Moreover, a smaller orifice diameter or orifice depth was beneficial to enhancing the turbulence around the outlet of nozzle and decreasing the SMD. The atomizing performance was better when the orifice diameter was2.0 mm or the orifice depth was 1.5 mm. Furthermore, the SMD increased first and then decreased with the increase of the distance between the nozzle outlet and self-excited vibrating cavity, and the SMD of more than half the atomizing flow field was under 35 μm when the distance was 5.0 mm. In addition, with the increase of axial and radial distance from the nozzle outlet, the SMD and arithmetic mean diameter(AMD) tend to increase. The research results provide some design parameters for the twin-fluid nozzle, and the experimental results could serve as a beneficial supplement to the twin-fluid nozzle study.     

基于有限元位移模式的含裂纹梁结构动力学模型

针对裂纹的存在将降低梁的刚度的实际情形,首先根据断裂力学理论,引入裂纹梁因裂纹扩展而释放的应变能表达式,然后根据金属材料的特点,运用有限元位移法建立裂纹梁单元的动力学模型,再在梁单元模型的基础上应用有限元位移法建立裂纹梁结构的动力学方程。研究表明：基于有限元位移模式所建立的动力学方程较好地体现了裂纹梁动态性能与其结构参数和裂纹参数之间的内在关系,反映了裂纹的位置及长度对含裂纹梁结构动态性能的影响,为建立含裂纹梁结构动力学模型提供了一种新的有效方法。最后通过实例对理论分析结果进行了验证。     

轴裂纹故障对齿轮耦合系统固有特性的影响

利用SolidWorks软件建立了齿轮-轴系耦合系统的模型,将其导入ABAQUS软件进行模态分析,用Lanczos法提取系统前九阶固有频率和振型,预估结构的振动特性,对系统的动态响应分析提供了理论基础。在从动齿轮轴上定义crack seam,建立了带有裂纹轴的齿轮耦合系统的有限元模型,并分析了其固有振动特性。对比正常耦合系统,分析了裂纹对齿轮耦合系统的固有特性的影响。结果表明,齿轮轴出现裂纹后固有频率降低,对振型的影响也较大,为齿轮轴裂纹故障的监测和识别提供了一定的理论参考。