两种传递路径不同振动信号的特征分析

针对齿轮故障诊断中使用的齿轮箱箱体振动加速度信号的传递环节多,信号存在非线性交叉耦合的情况,研究了使用从传动轴端测取的扭转振动信号进行诊断的方法.对比了这两种传递路径不同振动信号的双谱特征,箱体振动加速度信号的传递路径复杂,导致其频率成分复杂;而扭转振动信号的传递环节少,获取信号的路径直接,干扰因素减少,信号频率成分比较单纯,利用通常使用的谱分析,故障特征就可以清晰地提取出来,利于齿轮故障的准确判断.     

基于粒子群优化五阶段S曲线加减速控制算法

针对同步带传动印刷机启动中的扭振问题,建立了传动带系统的数学模型,通过分析模型找出引起扭振的主要原因,且搭建同步带传动试验平台对扭振现象进行研究.采用五阶段S曲线加减速方法对电机启动输入信号进行规划来抑制系统扭振,并提出运用粒子群优化算法,解决了规划五阶段S曲线参数选取困难的问题.通过仿真试验和试验平台验证可行性,证明了优化后的五阶段S曲线输入信号避开了谐振频率,在较小的牺牲同步带系统动态性能的同时大幅度抑制扭振.     

Forced oscillations with time-varying mesh stiffness and backlash in gear systems

A dynamic model to describe the torsional vibration behaviors of a spur gear system is presented in this paper.Differential equations of nonlinear dynamics for the gear system exhibiting combined nonlinearity influence such as time-varying mesh stiffness,backlash and dynamic transmission error(DTE) were obtained.The method of multiple scales was employed to solve the nonlinear differential equations with parametric excitation in gear systems,by which both the frequency-response curves of the primary resonance caused by internal excitation and the analytical periodic solutions of nonlinear differential equations were obtained.The nonlinear influence of stiffness variation,the damping and the internal excitation on the system response was shown by frequency-response curves.Compared with numerical examples,the approximate analytical solutions are in good agreement with exact solutions,which proves that the method of multiple scales is effective for solving nonlinear problems in gear systems.     

基于虚拟仪器的车辆传动系统扭振测试与分析

针对车辆的工作转速通过系统的共振转速区时,会发生扭转共振,从而产生较大的噪声并对车辆的行驶造成影响的问题,以搭建的扭振实验台为对象,运用模态分析法对发动机和传动系统的扭振模型进行固有频率的理论计算。在阶比分析方法的基础上,结合转速跟踪和等角度采样技术,设计出基于虚拟仪器的扭振测试与分析系统。通过对二挡工况下传动系统升速过程的扭振测试与分析,证明传动系统在实测转速范围内发生了扭转共振。结合其他测试仪的测试结果对比分析,验证了结论的正确性。     

Theoretical and experimental study on non-linear vibration characteristic of gear transmission system

In order to investigate the vibration of gear transmission system with clearance, a vibratory test-bed of the gear transmission system was designed. The non-linear dynamic model of the system was presented, with consideration of the effects of nonlinear dynamic gear mesh excitation, flexible rotors and bearings. Integration method was used to investigate the non-linear dynamic response of the system. The results imply that when the mesh frequency is near the natural frequency of gear pair, it is the first primary resonance, the bifurcation appears, and the vibration becomes to be chaotic motion rapidly. When the speed is close to the natural frequency of the first-order bending vibration, it is the second primary resonance, the periodic motion changes to chaos by period doubling bifurcation. The vibratory measurement of test-bed of the gear transmission system was performed. Accelerometers were employed to measure the high frequency vibration. Experimental results show that the vibration acceleration of the gear transmission system includes mesh frequency and sideband. The numerical calculation results of low speed can be validated by experimental results basically. It means that the presented non-linear dynamic model of the gear transmission system is right.     

汽车后扭力梁结构的模态分析

为揭示某汽车后扭力梁在实际道路激励工况下容易出现振动疲劳的机制,需要对结构固有振动特性进行分析。为了得到后扭力梁结构更为准确的固有振动特性,对模态试验中的悬挂位置、激励位置和测点位置的布置方式进行重点分析,并结合结构的实际情况进行优化。采用优化后的最佳模态试验法识别后扭力梁结构在自由-自由工况下的模态参数,得到结构固有频率和振型特征。通过对比可知：后扭力梁结构前10阶自由模态频率吻合很好,误差控制在6%内。这表明采用优化后的模态试验方案能够更为准确地识别结构的模态频率,得到结构固有振动特性。     

柴油机正时齿轮系动力学特性分析

为了分析柴油机正时齿轮系的动力学特性以及对前端噪声的影响,建立正时齿轮系的多体动力学模型.分析考虑各齿轮负载及曲轴角速度波动时的齿轮扭转角位移、啮合齿对相对运动以及动态啮合力,并对比了不考虑曲轴角速度波动时的计算结果.结果表明,由曲轴扭振引起的角速度波动能够明显加大齿轮系的振动与冲击.凸轮轴齿轮扭转角位移的实验结果与计算结果较为一致.前端声强实验表明在1 000Hz以下,齿轮系动态特性对噪声影响较大,高频处由齿轮加工精度影响的传递误差引起的噪声较大.通过设计曲轴扭振减振器,可以改善齿轮系的啮合振动与冲击,相应地减小前端的辐射噪声.     

基于振动实验台的结构模态分析与研究

模态分析是工程振动领域的基本分析方法。以振动教学实验台为研究对象,对其进行实验模态分析和有限元模态分析,然后对振教台进行简谐激励验证实验,即给予实验台不同频率的简谐信号以激发其各阶模态振动。通过对上述三种方法实验结果的综合分析,确定振动教学实验台的模态参数。通过实验模态分析的结果验证有限元模型的正确性,简谐激励实验验证实验模态分析结果的正确性,指出这种综合分析方法可以更为可靠的识别机械结构的模态参数。     

求解齿轮系统非线性动力学微分方程的多尺度方法

首先建立了描述齿轮系统扭转振动的动力学分析模型,并推导出综合考虑时变啮合刚度、齿侧间隙、动态传递误差等非线性因素的齿轮系统非线性动力学的统一微分方程。介绍了用于求解齿轮系统非线性动力学微分方程的多尺度方法的原理,并推导了频率响应方程。利用多尺度方法获得的近似解析解与直接进行数值积分所获得的精确解吻合得较好,表明多尺度方法是求解复杂非线性微分方程最有效的方法之一。     

重型载货汽车车架结构模态分析

有限元模态分析方法是辨识车辆结构动态性能的一种有效手段,所以为得到重型载货汽车车架结构的动态特性,本文以板壳单元为基本单元,建立了车架结构有限元模态分析模型,并采用NASTRAN有限元分析软件,计算了该车架在自由状态下的模态参数.同时,分析了载货汽车车轮和传动轴的不平衡质量产生的激励,并对车架的结构动态性能进行了评估.结果表明,在不同的行驶速度下,车轮和传动轴不平衡质量激励频率与车架的一阶扭转振动频率、倍频、一阶横向弯曲振动频率及车架11～18阶振动频率接近,使车架易产生共振现象.该研究为进一步改进车架结构提供了理论依据.     

基于实验模态分析的铣削加工系统动力学 特性参数测试与分析

获取加工系统模态参数是进行铣削加工过程动力学仿真的先决条件。利用实验模态分析技术对机床-刀具系统或机床-工件系统进行锤击实验,通过力传感器和压电式加速度计采集激励与响应信号,再通过傅里叶变换和频响函数估算的方法获得加工系统的频响函数,最后通过正交多项式参数拟合获得工艺系统的模态参数。动力学特性参数测试分析结果,可为铣削过程动力学仿真提供所必须的可信数据。     

复杂交通环境激励下西安城墙模态参数识别与分析

结构的模态参数识别一直是结构健康监测的基础和重点,其能评估结构状态、识别结构损伤,对结构的后续维护具有重要意义,对古建筑结构亦是如此.西安城墙属于中国第一批重点文物保护单位,其模态参数识别更是需要重视.在西安城墙瓮城处城墙布设速度与加速度动力特性监测系统,通过现场动力测试试验,获取复杂交通环境激励下城墙振动响应数据;通...     

CSP热连轧机主传动系统扭振分析

针对邯钢CSP轧机的F3精机在生产中产生的振动问题,利用MATLAB软件对F3轧机主传动系统进行数值模拟,得到主传动系统的前三阶固有频率和主振型的参数,结合现场测试数据,确定了引起主传动系统共振的固有频率,结果表明系统的第3阶频率与现场测试的减速机与齿轮座之间的弧形齿联轴器的振动频率相近,弧形齿联轴器的间隙对系统的扭振产生具有很大的影响,因此减小弧形齿联轴器的间隙对抑制轧机的异常振动有重要意义。     

用解析法分析立辊轧机冲击振动信号

为降低复杂信号模型识别困难,采用把线性参数和非线性参数分开识别的方法．该法可用于对立辊轧机冲击振动加速度信号的识别．通过识别到的加速度信号解析式,可得到振动速度及振动位移．该解析法具有较高的消噪能力,并可识别出高精度的轧机系统振动模态参数．     

薄带钢轧制环境下的轧机振动特性研究

国内某钢厂热轧线在轧制薄带板时,第二架精轧机振动异常剧烈。通过建立该轧机系统的垂直振动和水平振动有限元模型,计算出其多阶固有频率,并结合现场振动测试信号,进行综合分析。结果表明,当电机转速达到90~110 rpm时,齿轮座啮合频率为16.6~18.8 Hz,与水平振动系统第1阶扭振频率接近,形成受迫振动;当电机转速达到110~120 rpm时,齿轮座啮合频率为21.4~23.3 Hz,与轧机第1阶轴向振动频率23.4 Hz接近,形成受迫振动。因此,通过控制,使电机快速通过这两个转速区间,可有效减轻轧机的振动。     

带挠性联轴器的传动轴对某MPV振动影响的探究

针对某款MPV匹配带扰性联轴器的传动轴引起整车振动问题,进行了试验。试验表明在变速器处于3档时,在全油门加速的过程中,该车的振动呈现出一定的变化规律。该车的振动主要受到发动机二阶发火频率和传动系振动的影响。并指出要解决该车的振动问题必须从传动系入手。     

浅谈机械翻转装置的建模和动力学分析

论文分析转子支承系统的建模,运用集中质量法建立了翻转装置的动力学模型,利用Riccati传递矩阵法计算各阶扭振固有频率、振型分布,并提出其模态分析的理论方法,为机械结构的优化设计提供理论依据。     

Self-excited vibration of driveline for vehicle launch

The launch shudder phenomenon induced by self-excited vibration of driveline was studied with a compact car equipped with AMT as research object. The research showed that self-excited vibration was closely related with damping of driveline,the variation of friction coefficient,equivalent radius of friction plate and applied force of pressure plate. Six DOFs torsional vibration model of vehicle driveline was established according to the parameters of the certain compact car. The simulation was carried out and the result was compared with test data. It was found that the negative slope of friction coefficient with relative slip speed does not necessarily lead to self-excited vibration and the frequency of self-excited vibration on 1 st gear is near to the 1 st order of torsional natural frequency.The influence of each viscous damping in driveline on self-excited vibration was analyzed by simulation and the results showed that increasing the torsional dampings of half-axles and tires properly was effective to improve launch shudder phenomenon.     

齿轮传动副背隙动态测试平台的仿真与研究

设计一个机械传动性能测试实验台,为测试研究机械传动系统性能做准备。为此,用SolidWorks建模,用有限单元法比较行星齿轮机构和蜗轮蜗杆传动机构在载荷作用下的啮合齿面受力变形特征;结合背隙,分析应力应变;对这两种传动机构进行模态分析,谐响应分析,分析其固有频率和振型,分析位移、应力频谱以及在振动最大处的应力变形情况,进行理论数据比较,并给出结论。     

斜齿轮传动装置动力学模型的建立及动特性研究

以一个带有原动机、工作机的斜齿轮传动系统为对象,建立了一个八质量系统的动力学方程组,并采用四阶Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔｅ法进行求解,研究了在各种不同条件下系统扭转振动、横向振动以及两者的耦合振动。同时建立了相应的试验台,对斜齿轮的动力学特性进行了多种条件下的实验研究,文中得到的关于齿轮动力学特性的几个结论,对于理论和实际应用具有一定意义。