粘弹性阻尼材料减振技术在雷达结构中的应用

基于粘弹性阻尼材料具有小变形下高阻尼的特点,文中以一种机载雷达天线过渡框的典型结构为对象,提出了粘弹性材料阻尼结构设计的基本思想和过程,包括材料选择、粘贴区域选定、阻尼材料尺寸设计等,建立粘弹性阻尼结构的有限元模型,对原结构与阻尼结构分别进行频响和随机振动分析,还对比分析了阻尼结构的减振性能.仿真结果显示,粘弹性阻尼结构对振动有明显衰减,其减振技术在机载雷达典型结构中有较强的工程应用价值.     

一种基于有限元分析的杨氏模量的能量等效方法

基于能量等效原则,本文提出了一种特定阻尼结构中粘弹性材料等效杨氏模量常值的获得方法。通过有限元优化分析,对比橡胶材料动态杨氏模量和杨氏模量常值在同一阻尼结构的能量特性,从而找到了最能表征粘弹性材料动态杨氏模量的等效杨氏模量常值。经验证,该方法获取的等效杨氏模量常值在能量特性上能很好地反映动态杨氏模量,能为该结构的数值计算和软件仿真提供便利。     

二维周期开孔阻尼薄板的声辐射特性研究

该文考虑了阻尼材料的频变特性,运用模态应变能法计算出了结构模态损耗因子,并通过有限元和边界元的数值算法计算辐射声功率,分析了敷设周期性开孔阻尼薄板结构的声辐射特性。数值计算结果表明,在中低频频段内,敷设周期开孔阻尼与全敷阻尼对抑制薄板声辐射的差别较小,且在某些频段内开孔阻尼抑制薄板声辐射的效果略优;证明了周期性开孔阻尼对抑制薄板声辐射存在最优的开孔率和开孔形状;优化了阻尼材料尺寸,减少了阻尼材料的使用。     

状态开关型多模态压电分流抑振技术

研究了状态开关型多模态压电分流阻尼系统的抑振原理和实现方法.搭建了以金属氧化物半导体场效应晶体管为主体的状态开关型多模态压电分流电路,设计出一种频率自适应控制器,能跟随结构振动频率变化而实时改变脉冲控制信号的输出时刻和持续时间,使该状态开关型压电分流电路对结构各阶模态的振动响应都有较好的抑制效果.应用该状态开关型压电分流电路,进行了一个柔性悬臂梁的多模态振动响应抑制实验,使悬臂梁的前5阶弯曲模态的稳态响应幅值分别降低了7.72 dB、3.97 dB、1.23 dB、5.03 dB和4.14 dB,验证了所研制的状态开关型压电分流阻尼系统的自适应多模态抑振性能.     

半导体设备承载板的模态分析及拓扑优化

为提升半导体专用设备的动力学性能,需要对其中的承载板进行结构优化,以确保该零件模态频率和质量满足使用要求。采用有限元软件对优化前的承载板进行模态分析,得到特定边界条件下的垂向模态频率。之后利用拓扑优化的方法,将承载板需要的垂向模态频率作为前提条件,将承载板质量最小化作为目标值,求解承载板的最优结构。根据拓扑优化后的结果,进行几何重构,计算表明优化后承载板的垂向模态频率和质量满足设计需求。     

一种新型解耦硅微机械陀螺的设计

提出了一种新型静电驱动微机械陀螺结构,采用两组对称的梳齿结构作为驱动电极,同时采用中央质量块栅格和与驱动电极相同的梳齿两种结构检测感应模态的振动,每种结构设计两组独立的检测电极,分别采用差分方式进行检测,有效提高了陀螺的灵敏度。该陀螺结构的驱动模态和感应模态振动相互解耦,振动特性相似,固有频率、阻尼系数和品质因数等参数接近。采用有限元法分析了该结构的参数和特性,介绍了结构的制作流程。该结构谐振频率高、阻尼系数小,可达到较高的测量分辨率和准确率。     

一种新型解耦硅微机械陀螺的设计

提出了一种新型静电驱动微机械陀螺结构,采用两组对称的梳齿结构作为驱动电极,同时采用中央质量块栅格和与驱动电极相同的梳齿两种结构检测感应模态的振动,每种结构设计两组独立的检测电极,分别采用差分方式进行检测,有效提高了陀螺的灵敏度。该陀螺结构的驱动模态和感应模态振动相互解耦,振动特性相似,固有频率、阻尼系数和品质因数等参数接近。采用有限元法分析了该结构的参数和特性,介绍了结构的制作流程。该结构谐振频率高、阻尼系数小,可达到较高的测量分辨率和准确率。     

空间光学相机结构中的机械结合面模型分析

机械结合面是影响结构动力学特性的重要因素,但在空间相机结构设计和分析中却很少应用。着重研究了两种螺栓结合面模型的动力学特性。首先,基于弹簧一阻尼单元模型和虚拟材料模型理论,建立了试验件的两种模型,并确定模型的参数。弹簧阻尼单元参数采用理论和实验结合的方法确定,虚拟材料模型的参数根据模型理论公式确定。然后,通过有限元计算,对比分析了两种模型在有限元情况下的试验件模态。最后比较了两种模型动力学特性的优缺点。结果表明,弹簧阻尼单元模型的振型与实际模态情况较吻合,虚拟材料模型的低阶固有频率值与实际模态情况较吻合。结果为结合面动力学模型在空间相机结构分析中的应用提供了依据。     

抗磁稳定悬浮结构的阻尼特性研究

研究了一种抗磁稳定悬浮结构的涡流阻尼力的阻尼特性。建立了求解涡流阻尼及阻尼系数的数学模型,借助MATLAB和COMSOL 5.6通过三维电磁场有限元仿真分析方法研究了涡流阻尼的特性以及外部激励频率、振幅、悬浮磁体厚度、导体板厚度等对涡流阻尼的影响,给出了其变化规律。结果表明：增大磁体半径与厚度、增大抗磁体边长和厚度以及减小悬浮间隙都可增大涡流阻尼。除此之外,增大外部激励的振幅与频率也可以增大涡流阻尼,但增大激励频率时涡流阻尼会出现相位滞后现象。该结果对于分析研究抗磁悬浮结构的振动特性具有一定的参考意义。     

行波型杆式超声电机定子模态干扰的研究

行波型杆式超声电机定子模态干扰会造成电机工作效率低下,不稳定,难以控制等问题。首先利用有限元法和Hamilton理论,建立行波型杆式超声电机定子的动力学有限元模型;其次进行模态分析,求解各模态频率对定子结构参数的灵敏度,以此为依据进行结构参数调整,实现定子工作模态与干扰模态分离;最后制作了定子样机。其模态试验结果表明达到了模态分离的目的:定子工作模态频率至少在2 kHz范围内不存在其他干扰模态,从而验证了该方法的有效性。