加固打印机动态特性实验研究

利用脉冲激励法对一种加固打印机不加减振器和加减振器两种状态进行了实验研究，获得了系统的前十五阶固有频率、振型及振型阻尼。实验结果与理论计算结果吻合良好。同时确定了系统的薄弱环节，为打印机的抗振加固提供了理论依据。     

移动荷载作用下非线性基础梁内共振分析

研究了有限长弹性基础上梁在移动载荷作用下的内共振响应.建立了移动集中力激励的非线性粘弹性基础支承的有限长Euler-Bernoulli梁模型,并对非线性偏微分方程进行离散,在第三阶固有频率与第一阶固有频率成三倍关系时,采用多尺度方法导出了3:1内共振的可解性条件,研究了有无移动载荷时基础阻尼和非线性刚度对梁内共振条件下自由振动响应和受迫振动响应的影响规律.在此基础上,应用Lyapunov第一方法确定了系统的稳定性条件.     

压电驱动器的电致振动特性研究

旨在分析压电驱动器的电激励振动特性。以双晶压电悬臂梁为对象,基于能量法和热力学平衡方程推导了压电悬臂梁在电压激励下的强迫振动微分方程。利用自行搭建的电激励振动试验系统,测试了不同幅值交流电压激励下压电梁的谐响应和瞬态响应。通过试验验证了理论分析的合理性,讨论了激励电压和阻尼对谐响应和瞬态响应的影响。结果表明：压电悬臂梁的谐响应呈非线性,具有弹簧渐软特性;压电梁的共振频率随激励电压幅值的增大而减小,在6V、9V、12V交流电压激励下,压电梁的共振频率分别为55.6Hz、54.8Hz、54.4Hz;当激励电压频率等于压电梁的固有频率时,其横向振幅达到峰值;当激励电压频率逐渐远离压电梁的固有频率时,其振幅则迅速降低;激励电压频率接近共振频率时梁会发生“拍振”现象;阻尼对压电梁的共振抑振作用最为明显。     

搭接梁螺栓联接结构的状态识别

利用频谱分析和小波包分析技术,针对敲击状态下搭接梁螺栓联接结构的加速度信号进行分析,根据不同预紧状态下响应信号的固有频率和优势频带的小波包能量变化,实现对联接结构的状态识别。分析结果发现,螺栓连接状态的变化与固有频率和优势频带的能量密切相关,在敲击下,预紧力越小,搭接梁的奇数阶固有频率越小,优势频带的能量也越大,表示其结构阻尼越大,联接结构的能量耗散增大,系统非线性增强。     

磁悬浮振动传感系统及误差分析

利用磁悬浮技术设计一款惯性振动传感器,对传感系统进行受力分析,得出系统二阶运动方程;同时进行磁路分析得到系统刚度表达式,涡流分析得到系统的阻尼表达式,进而计算出传感系统的各部分参数,其刚度值为140N/m,固有频率为11.2Hz,阻尼为2.56N·s/m;通过分析传感系统的温度误差与非线性误差,提出误差补偿方法:对温度误差进行热磁分流补偿,对非线性误差进行线圈补偿;标定得出传感器的灵敏度高达220V·s·m-1;使用该传感器对爆炸冲击信号进行测量,实验结果表明该传感器能较好地描述爆炸振动信号;并且该传感器有灵敏度高、结构简单、防电磁干扰等优点。     

谐振式传感器间歇工作方法的仿真研究

提出了一种新的谐振式传感器的工作方法,采用线性调频信号激励谐振器,当激励信号断开后,谐振器将以其谐振频率做自由振动,通过测量谐振器自由振动状态下的振动频率,即可测得谐振器的固有频率.文中通过仿真分析,对比了正弦信号激励和线性调频信号激励时,谐振器的储能情况和谐振器响应信号的幅度.仿真结果表明采用线性调频信号激励可以较好地实现谐振式传感器的间歇工作方法.     

基于虚拟仿真技术的车架动态响应特性分析

采用ALGOR有限元分析软件对车架进行模态分析,得出了前10阶振型及固有频率。运用二自由度汽车振动模型,建立了系统的运动微分方程并利用Matlab中的Simulink模块对车架的振动情况做出了仿真。利用路面谱仿真得到的路面激励信号作为输入,对车架进行动力响应模拟,得到了车架在典型路面上的动态响应特性,为车架的结构优化提供了理论依据。     

超高频体模式MEMS谐振器及其传感系统平台技术研究

针对体模式MEMS谐振器激励和响应信号的特点,设计集成了激励信号产生和微弱信号检测的传感测量系统。系统通过对谐振器的扫频激励和检测响应信号,可以准确测量谐振器的谐振频率和Q值特性。为了有效测量谐振器产生的高频微弱位移电流信号,系统设计使用频谱搬移的测量方法。该方法通过把包含在高频信号中的有效信息搬移到低频端进行信号处理,可以提高信号抗噪声的能力,实现对微安量级的高频电流放大检测。     

电磁超声检测钢板厚度实验的参数优化

为提高电磁超声检测信号的信噪比,研究激励信号频率、脉宽及换能器提离距离对厚度测量结果的影响,搭建了电磁超声实验系统。该系统利用RITEC-SNAP 5000产生高能正弦波激励电磁超声换能器EMAT ( Electromagnetic Acoustic Trans-ducer),通过调节激励信号的频率、脉宽,改变提离距离来观测超声回波幅度的变化。实验结果表明：当激励频率和EMAT固有频率相同时其换能效率最高,采用6个周期的脉冲串时前后波包之间分界明显,为获得较大的回波幅度应尽可能减小提离距离。     

高斯白噪声激励下分数阶Duffing-Van der Pol系统的稳态响应

应用随机平均法研究了高斯白噪声激励下含有分数阶阻尼项的Duffing-Van der Pol系统的稳态响应.首先应用基于广义谐和函数的随机平均法得到系统关于幅值的平均伊藤微分方程并建立相应的平稳FPK方程,求解该平稳FPK方程的近似理论解得到系统幅值的稳态概率密度.分析幅值、位移和速度的稳态概率密度探究分数阶阻尼项以及其它参数对系统稳态响应的影响.发现降低分数阶的阶数可以增强系统的响应而增大分数阶的系数可以减弱系统响应.最后对原系统进行Monte Carlo数值模拟验证近似理论解的有效性.     

耦合加载方式下复合材料叶片的预应力模态分析

针对大型风力机叶片在静止和变速运转工况下,振动模态计算分析方法和转速对频率的影响进行了研究.建立了叶片有限元模型,静力分析时采用耦合加载方式;采用分块Lanczos法分析了叶片的模态,考察了叶片固有频率对预应力效应的敏感程度及稳定性,探讨了转速对叶片频率的影响程度,分析了预应力效应产生的原因.结果表明:叶片主要以挥舞和摆阵振动形式为主;预应力效应对叶片的固有频率产生了较大影响,随转速的不断增大叶片的固有频率也随之增大,且预应力效应对叶片挥舞刚度的影响程度大于摆阵刚度的影响.     

航空发动机叶片振动微波测量技术研究

对航空发动机叶片振动非接触式的微波测量方式与应变片测量方式进行了对比研究。通过分析应变片应力信号相关模型和算法反算出叶片振幅,并与微波测量结果进行了对比。在模拟叶片上,两种测量方式进行了对比实验,数据结果证明了这种非接触式测量方式的可行性和准确性。该测量方法还可用于其他的旋转叶片的振动测量和分析。     

利用矩实现植物叶片长宽的测量

叶片长宽的测量常采用旋转法,其在测量时需多次旋转叶片直至外接矩形面积最小为止,耗时较大;由于叶片形状各异,旋转法的测量准确性也不高。鉴于此,给出了运用矩测量叶片长宽的方法,用零阶矩和一阶矩求得叶片重心,通过一阶矩和二阶矩获得叶片的主轴方向,运用旋转矩阵得到叶片的最小外接矩形,将此矩形的长宽作为叶片的长宽。对122幅叶片图像进行实验,结果表明：矩的方法测量准确率是98.4%,而旋转法的准确率是37.7%。在测量过程中旋转法需多次旋转叶片,而矩的方法只需旋转两次,测量时间至少缩短了一半。总之,基于矩的方法准确性高、测量速度快。     

基于双目视觉的直升机旋翼桨叶挥舞角测量

为实现直升机旋翼桨叶挥舞角的测量,提出了一种基于双目视觉的测量方法.首先,在直升机旋翼桨叶上均匀布置编码标记点,用已标定的双目摄像机对旋翼桨叶每隔一定角度采集标记点图像;其次,对左右摄像机图像上的标记点进行解码和匹配,得到标记点的左右图像视差,进而计算标记点三维坐标;再次,利用标记点在各个角度下的三维坐标,计算旋翼中心和转轴方向,建立旋翼坐标系;最后,在旋翼坐标系下,根据标记点静止与高速旋转时在同一角度下的三维坐标,计算挥舞角大小.利用风扇叶片进行仿真试验,结果验证了该方法具有自动化程度高和测量精度高的特点,可满足直升机旋翼桨叶挥舞角测量的要求.     

基于神经网络的涡轮叶片结构模态仿真

针对工作在复杂环境下的航空发动机涡轮叶片模态特性在工作环境变化下会发生相应的变化,应用有限元分析软件ANSYS对航空发动机低压一级涡轮叶片进行了模态仿真,并在ANSYS概率设计模块中应用响应表面法和蒙特卡洛法模拟了旋转软化、应力强化、温度梯度和材料参数的分布,以这四类变量的分布为神经网络的训练样本,应用遗传算法优化后的三层BP神经网络对该样本进行训练,得出固有频率的分布,从而得到了以上四类变量的变化对固有频率的影响.仿真结果与实际吻合较好.     

大型定子叶片铸件的数字化测量及误差评定

随着航空、航天、船舶、汽车和模具工业的飞速发展,复杂曲面的数字 化测量与误差评定技术对曲面加工精度起着越来越重要的作用。利用激光跟踪测量设备对大 型定子叶片铸件进行了数字化测量,对测量点云进行了去噪、精简等数据处理,并将测量点 云与理论模型进行了基准匹配,计算出了定子叶片铸件各部位的误差分布,实现了对大型定 子叶片铸件的误差评定;测量及误差分析结果可以用于优化叶片在后续加工中的装夹姿态, 使叶片各部位的加工余量趋于均匀,有效提高产品制造精度和加工效率。     

基于激光测量的航发叶片表面几何缺陷识别技术

针对航发叶片修复检测的应用,提出了一种基于截面线一阶导矢法的叶片型面缺陷识别方法.该方法是以等高线法处理测量点云中的截面数据,通过B样条插值函数拟合成光滑曲线;再由B样条曲线的一阶导矢公式求出每个测点的一阶导数,然后以点斜公式求出截面曲线上各个测点的切线;如果曲线光滑,曲线上测点的斜率变化在两端点斜率值之间,否则表明曲线上有缺陷存在;根据k-d树的最近点搜索算法,遍历整个叶盆(叶背)就可以找到叶盆(叶背)上的缺陷区域.通过与三坐标测量实验比对,该技术可以实现3μm精度的缺陷识别.     

基于翼尖加速度的旋翼共锥度测量方法研究

在直升机旋翼动平衡试验中,旋翼共锥度值是一重要的试验参数,它关系到直升机机动性能、安全性能等多方面重要指标。针对目前所采用的测量方法存在测量精度低、测量难度大以及测量点固定等缺点,在分析旋翼动态特性的基础上,提出利用多加速度传感器测量旋翼翼尖加速度信号,然后采用频域二次积分的方法得到旋翼翼尖位移,根据同一时刻旋翼之间的位移曲线关系,方便的计算出旋翼共锥度值。试验结果表明,此方法可以实现旋翼运动过程中,旋翼任意旋转位置上的共锥度测量。     

悬臂式涡街流量传感器频率特性优化方法

针对悬臂式涡街流量传感器固有频率较低,在大流量测量时信号失真较大的问题,研究了其固有频率的影响因素,并提出了固有频率的提高方法。仿真结果与实际测试表明:传感器悬臂梁总长度与上下部长度比例k是影响固有频率的主要因素。通过优化传感器的两项参数,125mm口径的传感器固有频率从原来的1620Hz提高到2880Hz,提升幅度达77.7%。     

燃气轮机叶片360°轮廓高精度测量

为了寻找一种既能满足叶片测量精度要求,又能解决叶片高精度测量成本高、测量效率低的测量方法,通过搭建基于相位测量的三维轮廓测量系统,对叶片进行360°测量,由于采集的点云数据需要进行数据融合,设计了一种基于相位测量轮廓方法的多角度点云数据融合机械装置,提出了基于参考平面数据旋转的新算法,最终实现了旋转多角度叶片三维轮廓点云数据高精度的自动融合,得到了完整清晰的叶片三维表面轮廓。同时对叶片局部大曲率部位进行测量,为局部二次因素的详细实验测量提供了有利条件。实验结果证明相位测量轮廓术应用于叶片三维轮廓测量非常具有实际价值。