内燃动车动力包刚柔耦合系统动力学特性分析

以某带空冷、静压泵装置双子系统的典型内燃电传动车组动力包为研究对象,分别考虑构架刚性和柔性建立动力学模型,研究中间构架柔性对带双子系统的双层隔振系统模态特性和谐响应的影响.研究表明:构架柔性对机组整机振动能量的影响很小,最大仅有0.58％;考虑构架柔性后,构架上的振动响应在整个频段上仍是以刚体振动模态响应为基础,对于构...     

前置后驱汽车传动系的动力学分析

前置后驱汽车动力传动系是汽车振动的主要激振源,传动系的振动会严重影响整车NVH性能。以某型MPV汽车动力传动系为研究对象,针对其高挡低速工况下产生的严重车内轰鸣声问题,通过试验测试分析方法确定轰鸣声激振源,并研究主减速器准双曲面齿轮在传动系中的仿真方法,建立包含齿轮的传动系刚柔耦合多体动力学模型,进行传动系的动力学分析。研究结果表明,发动机输出简谐转矩引发的传动系扭转共振会引起主减速器齿轮啮合力变化,进而引起车身振动,产生车内轰鸣声。此噪声产生机理可为车内声学特性改善提供依据。     

混合动力汽车传动系扭转振动分析及控制

针对某深度混合动力汽车传动系统存在的扭振问题,本文用ADAMS建立了包括发动机,传动系,悬置以及悬架的整车多体动力学模型。设计了发动机不平衡扭矩控制和传动系统扭转振动反馈控制,并进行了仿真分析。研究发现,扭矩补偿等控制策略对于解决混合动力汽车的振动问题有显著的效果,进而改善了乘坐舒适性。     

基于刚柔混合模型泵车臂架谐响应振动的研究

主要研究了混凝土泵车输送管在周期性载荷作用下造成泵车臂架系统的谐响应振动问题.采用刚-柔耦合模型理论对某型号的泵车臂架系统创建虚拟样机模型,首先在Ansys中生成模态中性文件,然后将该文件导入ADAMS软件生成刚-柔耦合虚拟模型并进行谐响应动力学仿真分析.仿真分析结果表明臂架系统的1阶模态振动频率为0.71Hz,在X和Y方向上,1阶模态的位移频率响应幅值最大;臂架系统的2阶模态振动频率为0.89 Hz.臂架系统的2阶模态Z方向的振动位移和加速度同时达到最大.     

基于不平衡振动的旋转刀具动态特性分析

根据旋转刀具不平衡振动理论分析,得出旋转刀具不平衡量和工作转速是影响振动的主要因素。利用NX Nastran有限元软件对旋转刀具进行了模态分析,计算了刀具的固有模态。通过模拟旋转刀具在不平衡振动激励下的强迫响应,在给定不平衡量情况下,得出了转速越高刀具振动的幅值越大,但由于工作转速远离刀具临界转速,振动幅值是在较小的范围内变化。有限元分析结果为该刀具的设计和改进提供了理论依据。     

直升飞机机载设备振动特性仿真分析

简述了直升机机载设备振动环境的特点,采用能量等效原则将正弦加随机的混合振动转化为宽带加窄带的随机振动,论述了边界条件的设置方式和具体的仿真步骤,该方法的提出使的计算机仿真分析得以应用;以电源箱外壳为例依次对该结构进行了模态仿真分析和随机振动仿真分析,得到了激励谱条件下外壳的振动响应结果和最大等效应力,分析了能量突变的原因并论述了应力结果的判断方式,试验结果也验证了仿真分析的可靠性,为直升机机载设备振动仿真分析提供了理论依据和实现方法。     

前置后驱汽车传动系与车身耦合振动机理研究

由于前置后驱汽车的传动系较长,其传动系引起的车内振动噪声问题普遍存在。对某型前置后驱汽车做整车振动噪声实验,发现其车内噪声是由传动系扭振经主减速器传至车身引起的。基于后桥及悬架的静力学分析得到耦合振动激励,建立同时考虑轮胎和主减速器齿轮耦合途径的整车耦合振动力学模型,研究传动系扭振、车身纵向振动和横向振动的耦合机理。研究结果表明,主减速器齿轮是传动系扭振与车身振动的重要耦合途径,考虑该途径时,传动系扭振动、车身垂向振动和纵向振动会相互耦合。     

基于ANSYS的钻柱振动规律分析

根据牙轮钻头与井底岩石互相作用的特点,将钻柱视为一连续的管梁结构,采用ANSYS工程软件,对钻柱纵向振动规律进行了分析。结果表明:钻柱系统各阶振动固有频率相差约1Hz左右,容易出现共振。高频振动时,钻柱出现"分段振动"的特点,下部钻铤动态力显著增加;转盘转速对钻柱振动的影响较大,当接近共振点时,下部钻铤螺纹联接处动态力呈数量级增加;钻压对钻柱振型、轴向动态力的影响不大。     

基于刚柔耦合模型的行星传动固有特性分析

采用动态子结构法建立计入内齿圈柔性的行星传动刚柔耦合动力学模型,将内齿圈视为弹性连续体,导出内外约束条件下的运动微分方程,并将其与刚体构件的集中参数方程相结合,构建出系统的运动微分方程。基于所建模型,进行柔性齿圈直齿行星齿轮系的自由振动分析和相关试验验证。理论分析揭示出此类系统的振型可归结为4类:中心构件扭转振动模式、中心构件平移振动模式、行星轮振动模式和内齿圈振动模式,并给出每类振动模式的特征和降阶计算公式。数值仿真表明,内齿圈柔性使系统低阶固有频率降低,且新呈现的内齿圈振动模式对应的固有频率位于整个系统固有频率的中低频段,故在后续行星轮系的动态设计中应计及齿圈柔性的影响。振动试验则表明,内齿圈柔性对系统振动特性存在一定影响,除啮频激励和箱体结构共振外,行星传动中还存在低阶谐振现象;对于中低速工况下且太阳轮浮动的行星传动而言,减小齿圈柔性有利于降低系统振动。     

刚柔混合输流管的流致振动稳定性研究

弹性管和刚性管串联而成的混合输流管是典型的刚柔耦合系统。基于Hamilton原理,建立了刚柔混合输流管的动力学模型,利用悬臂梁的模态函数对方程进行Galerkin离散,分析了混合管的流致振动稳定性问题,讨论了两管连接处转动弹簧的刚度、刚性管与弹性管的质量比和长度比对系统临界流速的影响。结果表明,刚性管长度比的增加能显著降低混合管的临界流速,并且主要发生2阶模态失稳。当刚度和质量比取某些值时,随着内流流速的增加,混合管可能出现“失稳(2阶模态)-稳定-再失稳(3阶模态)”的变化过程。此外,随着弹性管质量比的增加,还观察到了混合管由2阶模态过渡到4阶模态的失稳模式。     

车辆动力传动系通用扭振模型的研究

建立了车辆动力传动系的通用力学模型和数学模型，利用Matlab强大的矩阵计算功能和GUI函数编制了计算系统固有特性的软件，可对车辆动力传动系多自由度无分支轴系和分支轴系扭振模型进行计算，以某重型车辆动力传动系为算例进行了扭振计算，结果表明程序稳定、高效。     

基于刚柔耦合模型的卫星成像仪多工况强度分析

阐述了子结构模态综合法的分析步骤和改进Craig-Bampton模态综合法,基于Virtual.Lab Motion的刚柔耦合多体动力学分析流程,建立了将某卫星成像仪主体结构作为柔性体的刚柔耦合动力学模型.对模型施加随机、正弦扫频和冲击三种激励,并分别进行各工况下的强度分析,通过结构等效应力云图判断结构最大应力位置,并...     

基于接触器触头弹跳振动特性分析

针对电气开关器件在合闸过程中动静触头碰撞接触产生的振动弹跳问题,在综合考虑非线性电磁力和碰撞接触力的基础上,建立了接触器触头系统的2自由度振动方程并进行求解,通过高速摄影实验揭示了触头弹跳偏转规律。结果表明：理论与实验结果高度一致;触头在碰撞后尚未分离,铁芯就发生了碰撞,进一步加剧了触头弹跳;铁芯发生第2次弹跳时,不影响触头的弹跳;动触头移动轨迹在发生第1次碰撞后,产生第1次偏转,发生第2次碰撞后,偏转位移和角度相反且均小于第1次偏转。研究结果为进一步控制和减小触头弹跳提供了理论依据。     

车辆动力传动系统弯扭耦合振动模型的建立及复模态分析

以某履带车辆的多轴齿轮动力传动系统为研究对象,按照一定的简化原则建立多自由度的弯扭耦合振动力学模型,并针对弯扭耦合振动力学模型的特点,利用有限元理论与数学模型的相结合,在ANSYS中建立考虑齿轮的啮合刚度和啮合阻尼,以及轴承的支承刚度和油膜阻尼的有限元模型,对有限元模型进行有阻尼的复模态计算,并对弯扭耦合振动特性进行分析.探讨耦合模态中的振动形式以及模态参与因子和有效质量,研究齿轮时变啮合刚度和啮合阻尼对多轴齿轮动力传动系统弯扭耦合振动模态的影响情况.对齿轮传动系统进行弯扭耦合振动台架试验,将试验数据与仿真计算结果进行对比,验证了有限元模型的正确性,为进一步的动力学分析奠定了基础.     

基于特征模型的压电悬臂板振动控制

航天器上悬臂板型挠性附件在扰动作用下将引起包括弯曲和扭转模态的振动,这将影响系统的稳定性和控制精度,尤其是在平衡点附近低频模态频率上的小幅值残余振动很难快速抑制。为了快速抑制压电智能挠性悬臂板系统,包括弯曲和扭转模态的振动,提出采用基于特征模型的非线性黄金分割自适应控制,组合非线性切换逻辑积分阻尼器算法。首先,优化配置压电传感器和驱动器实现了悬臂板的弯曲和扭转模态在检测和驱动上的解耦;其次,设计并建立压电挠性悬臂板试验平台,进行试验模态辨识并获得了悬臂板系统弯曲和扭转振动的模态频率和频响特性;最后,进行压电智能悬臂板的弯曲和扭转振动模态主动振动几种方法试验的比较研究。试验结果表明,采用的控制方法能够快速地抑制压电智能挠性悬臂板的振动。     

双连杆柔性机械臂振动主动控制与实验

为了对柔性机械臂在外部扰动或工作时产生的振动进行快速抑振,设计并搭建出一套刚柔耦合机械臂实验平台,大臂为刚性臂,小臂为柔性臂。首先,采用粘贴在柔性臂根部的压电陶瓷片测得的振动信号作为反馈信号,伺服电机用作驱动器带动减速器驱动机械臂;其次,对柔性臂由于外部激励产生的振动,分别设计了基于输入整形技术(input shaping technology,简称IST)的前馈控制器和基于广义最小方差自校正控制(generalized minimum variance self-tuning controller,简称GMVSTC)的控制算法,对柔性臂振动进行主动控制实验研究;最后,为了验证控制算法的效果,对采用常规比例微分(proportion differentiation,简称PD)控制实验进行对比。实验结果表明,输入整形和自校正控制算法可大幅减少柔性臂振动的时间,均可对柔性臂的振动进行快速抑振。     

基于刚柔耦合模型探究横向稳定杆对整车性能影响

以某微型电动汽车实车参数为依据,基于动力学软件ADAMS,结合应用Hypermesh、Nastran模态分析软件,建立该微型电动汽车的刚柔耦合虚拟样机模型,并通过将仿真试验与实车试验数据结果对比分析,检验虚拟样机模型是否正确。以正确的虚拟样机模型为研究基础,分别改变该微型电动汽车前悬架横向稳定杆的长度、宽度、直径及与悬架的安装位置,探究横向稳定杆对整车性能影响。结果证明,增加横向稳定杆的直径即适当加重横向稳定杆,可有效改善汽车的侧倾特性跟纵倾特性。     

基于刚柔耦合模型的变速器敲击特性

为研究变速器齿轮传动系统的敲击振动特性,专门设计了一台只包含两个档位的试验变速器。以该试验变速器为研究对象,综合考虑各零部件连接关系、齿轮内部动态激励、发动机转速波动和负载激励、轴承刚度阻尼特性以及箱体的柔性化特性,运用LMS virtual lab软件建立变速器的刚柔耦合多体动力学模型,分析了变速器齿轮系统敲击的产生条件并给出敲击时间历程与各影响因素的理论表达式,最后基于刚柔耦合模型对敲击各影响因素进行系统的分析研究。研究结果表明,通过合理地设计齿轮系统参数可以把敲击控制在理想范围内。     

基于流固耦合的高压油管振动疲劳特性研究

以高压油管为研究对象,开展了基于流固耦合方法的振动疲劳特性研究。通过计算流体力学(computational fluid dynamics,简称CFD)仿真获取高压油管内部燃油脉冲压力,并建立高压油管流固耦合模型进行振动特性仿真分析,能更准确地预测高压油管的振动疲劳寿命。结合发动机振动激励功率谱密度(power spectral density,简称PSD)信号、材料S-N曲线和传递函数结果,通过疲劳损伤累积模型进行了两种高压油管模型的振动疲劳寿命预测,对比分析了考虑燃油脉冲压力对振动疲劳寿命的影响,为后期高压油管的优化设计提供了指导。     

基于熵特征的高速列车故障诊断方法

高速列车运行状态正常与否对列车系统的安全性和舒适度有重要影响,为分析高速列车运行状态,根据高速列车振动加速度信号的特点,提出了分割能量熵和奇异熵的故障诊断方法。首先,分析列车振动信号随速度变化的特点,对不同速度下的信号进行不同频率范围的分析;其次,对分析范围内信号分割成N个区间,计算分割能量熵和奇异熵,将分割能量熵特征和奇异熵组成特征向量;最后,利用支持向量机进行故障分类识别。实验数据仿真分析结果表明,车体中、后部横向加速度信号特征对四种典型工况在不同速度下分类识别率均较高,达到95%以上,说明该方法能有效识别出高速列车故障状态。