飞机结构抗声振疲劳设计研究

在当前飞机结构抗声振疲劳设计之中不仅应当很好的遵循设计的原则以及核心理念,同时还应当针对设计过程之中存在的问题和重难点等进行系统性的解决,以真正意义上实现设计质量和水准的同步增强。文章将针对这一方面的内容展开论述,详细的分析了现代化飞机结构抗声振疲劳设计的重点和难点,同时对设计过程之中应当关注的问题和应当不断实现改进的重难点项目等进行了集中性的研究,旨在以此为基础不断的增强原则性和水准性,使得项目的发展可以呈现出新的姿态。     

开孔蜂窝夹芯结构的声振耦合疲劳寿命分析

为研究蜂窝夹芯结构上面板开孔直径大小对结构的声疲劳寿命的影响,采用了声振耦合的分析方法.首先对结构进行有限元分析,得到结构的低阶模态以及其对应的频率;随后对声场进行边界元单元划分,建立声场-结构的耦合动力学模型;为降低计算量,对于输入的噪声载荷进行主成分分析,提取各阶主成分作为输入条件,通过数值分析得到结构在各频率、各主成分下的动力学响应;通过基于模态叠加法的随机声场后处理得到结构危险点的功率谱密度函数;最后结合P-M线性累计损伤理论、概率密度函数等作为功率谱密度法的输入条件计算结构的声疲劳寿命.结果表明,虽然结构表面开孔,会使结构刚度降低、孔边应力集中,但开孔直径较小时,每一个蜂窝单胞都是一个天然的赫姆霍兹共鸣器,声波在开孔结构中传播时受到空气粘滞性的影响,传播过程中将产生热损耗,能够吸收部分声能,降低噪声,因此对结构的声疲劳寿命具有积极作用.     

管壳式换热器抗振研究及新型抗振结构体系

对传统纵流式换热器和横流式换热器进行了抗振性能分析,提出了折流栅抗振型换热器和折流板抗振型换器的结构,并地其抗振性能进行了研究分析,提出了一种新的管壳式换器振结构体系。     

声振耦合声场分析与声辐射结构优化

为实现内声场和外声场同时存在的强耦合声辐射预报和噪声优化,建立有限元/边界元强耦合方程,并给出两种声功率灵敏度的求解方法。首先给出结构和内声场的声振耦合有限元方程,并考虑外声场声介质对结构的反作用,根据交界面力和法向速度的连续性建立有限元/边界元强耦合方程;然后针对声功率拓扑优化中单元灵敏度分析时难以解耦的问题,将声功率转化为以结构位移为变量的表达形式,并修改伴随方程,实现将该方法扩展至强耦合优化问题中;同时针对伴随变量法(adjoint variable method,AVM)推导过程复杂的问题,提出声功率灵敏度的直接求导法;最后采用线性化刚度方法将结构单元相对密度作为连续设计变量,对不同的结构材料和声介质组合优化问题展开研究。对比计算表明:该耦合模型计算的响应值与采用无反射边界的有限元法计算结果基本吻合;直接求导法和伴随变量法均可使迭代达到收敛,但直接求导法推导过程更简洁高效;数值优化算例证明优化算法的适用性较好,在声功率优化设计中的有效性。     

家用果汁机声振分析

采用分部运转法,动平衡实验,功率谱分析和用干分析四种方法,比较准确的识别了家用果汁机的振源和噪声源,搞清了声振关系,为对家用果汁机械振降噪研究提出了可靠的依据。     

飞机壁板附加动力吸振器后的振动与声辐射

本文运用模态分析方法系统分析了飞机壁板附加动力吸振器前后的结构振动特性，推导出了动力吸振器减振降噪量公式，并对动力吸振器各能数以及安装位置对其减振降噪效果的影响进行了分析和讨论。在此基础上设计了适合于飞机壁板安装的动力吸振器，并进行了实验室实验和飞机了飞行试验。结果表明，动力吸振器用于抑制飞机壁板的振动与声辐射具有良好的前景。     

塔式结构在随机风荷载激励下的抗振研究

目的利用陀螺抗振阻尼器来有效地抑制塔式高耸结构在随机风荷载激励下的振动.方法根据陀螺力学和随机振动的基本理论,对陀螺抗振阻尼器的抗振机理进行了理论探讨,并对陀螺抗振阻尼器的应用效果进行了初步模型实验.结果陀螺抗振阻尼器抑振在原理上是可行的,在模型实验中也是有效的.理论分析与实验研究结果均表明,该阻尼器可以有效地抑制塔式高耸结构的振动.结论风荷载强度愈大,陀螺抗振阻尼器抗振效果愈明显.并能够抑制塔式高耸结构驰振的产生.     

敷设被动约束层阻尼封闭箱体结构声振特征分析

采用有限元法对敷设被动约束层阻尼封闭箱体结构声-固耦合模型进行声振特性分析,讨论了被动约束层阻尼的结构参数和敷设位置对箱体结构声振特性的影响.研究表明箱体敷设被动约束层阻尼后对减振降噪有明显作用,而且被动约束层阻尼的结构参数和敷设位置存在最优值.     

阻尼和短路时间对轴系扭振疲劳寿命损耗的影响

讨论了汽轮发电机组在短路工况下阻尼和短时间对轴系扭振劳寿命的影响，根据计算结果提出了“临界阻尼”的概念。本文所得到的结论，可用于轴系扭振问题的进一步研究和分析实际机扭振疲劳动特性时参考。     

基于背腔的矩形板的声振耦合分析

运用模态综合方法,推导了基于封闭矩形腔体的弹性板的自由振动解;利用数值方法,验证了理论模型的正确性;分析了影响耦合板腔耦合系统的的关键结构参数,弹性板的厚度和腔体的深度对板振动的影响.数值计算表明:弹性板的厚度和腔体的深度两参数的增加都能够有效降低系统的耦合程度,在板腔耦合系统的强耦合区,腔体的深度比板厚度对耦合频率的影响较大,在弱耦合区域,两参数的影响趋于相同.     

爆震燃烧横向声振现象的机理研究

发展了一种新型低能量(50 mJ)单级起爆系统,在内径为60 mm的脉冲爆震发动机模型上,采用汽油/空气混合物,成功地进行了两相脉冲爆震发动机原理性实验,所测量的爆震波压力接近充分发展的爆震波。通过实验发现,爆震反应区中存在频率范围为10~12 kHz以爆震管内径为特征尺度的横向声振现象。当对爆震波时间-压力曲线进行该频段范围的带阻滤波时,爆震波峰值压力显著降低,说明该横向声振现象对于爆压等特性参数具有较为明显的影响作用。根据爆震波的横向声振机制,提出了在爆燃向爆震转变过程及爆震自持过程中,通过抑止或促进这种横向声振机制来实现对爆震波及其转变过程进行控制的方法。     

抗振消能支座的研制

研制了一种抗振消能支座,通过计算分析做出了1／4比例的支座模型,并对其以不同频率和不同结构材料在电液伺服振动台上做了振动试验并且借助于信号处理机做了时域波形和频域谱分析．根据试验结果分析,该支座可以消耗振动荷载产生的全部能量的70％以上,消能效果明显．     

车载动力电池箱壁板抗振疲劳分析

为解决车载动力电池在汽车行驶过程中由振动引发的电池箱疲劳断裂问题,本文对动力电池箱进行了有限元分析。采用有限单元网格法画网格,在振动理论的基础上,对动力电池箱进行模态分析,得到其刚度薄弱位置,使用Workbench软件进行电池箱表面裂纹强度系数的有限元仿真,得到I型裂纹应力强度系数小于材料的平面应变断裂韧性,并对动力电池箱进行疲劳分析,分析电池箱的安全性。结果表明,裂纹部分不会扩展,疲劳分析的最小寿命高于最低疲劳寿命要求,对电池箱有较大影响的最大应力、最大应力强度系数和最低疲劳寿命符合国际要求。通过可靠的方法对进行分析,验证高速行驶的电动汽车电池箱结构可靠性,预见电池箱安全寿命,对系统的研究高频振动情况下的结构安全具有重要意义。     

上下层布式钢纤维混凝土的抗折疲劳方程

在疲劳试验的基础上，对上下层布式钢纤维混凝土的抗折疲劳强度进行了研究，得到了上下层布式钢纤维混凝土的抗折疲劳方程。在此基础上，与已有公式进行了对比计算，结果表明，两者计算结果非常接近，可供路面设计参考使用。     

计算机温盘抗振加固问题中的实验模态分析

本文将频域实验模态分析方法与激光全息摄影技术相结合,对计算机温盘驱动器进行了振动模态参数识别,探求了系统的振动规律,为温盘机抗振加固设计提供了实验依据。     

一种飞机典型结构的疲劳分析

本文通过对飞机典型结构形式及受载情况的分析,按照结构细节疲劳额定值(DFR)的计算步骤,计算出典型结构的DFR值.计算得到的DFR值,可以作为改进细节设计的依据.     

使用动力吸振器降低轴系纵振引起的水下结构辐射噪声研究

以带有推进轴系的单层锥柱结合壳体为研究对象,用FEM/BEM方法计算轴系纵振激励导致的结构水下振动与声辐射响应.为了降低结构水下辐射噪声,在推进轴系上安装动力吸振器,分析了动力吸振器质量、阻尼和个数对水下结构辐射噪声特性的影响.数值计算结果表明,动力吸振器的减振效果具有较强的频率选择性,吸振频率相同的条件下,可以通过增加动力吸振器的质量、阻尼和吸振器的个数来改善水下结构的辐射噪声.     

电流变材料在抗振加固技术中的应用

电流变体是一种新型智能材料,有着广泛的学科背景,其应用开发又具有学科和技术综合性的特点,将该材料纳入机械工程,对于学科交融和技术融合,拓宽机械工程的研究领域有着重要意义。本文借鉴当前国内外有关ER（Electro Rheological)流体性能的研究成果,进行了ER减振器的结构设计与样机制作,并通过试验测试了在不同电场强度下减振器的性能数据。