多阶梯厚圆盘横向弯曲耦合的振动特性

实际应用中为获得大辐射声功率,通常采用多阶梯圆盘作为辐射体。从声学工程应用角度,基于Mindlin厚板理论结合边界条件和位移、转角、剪力和弯矩等连续性条件,推导了自由、固定、简支三种不同边界条件下的多阶梯厚圆盘的弯曲振动频率方程,利用数值计算法和有限元法对多阶梯厚圆盘振动特性和频率特性进行研究并进行实验测试,结果表明自由、固定、简支三种不同边界条件下厚板理论计算结果比薄板理论计算结果更精确,理论计算结果与有限元模拟结果及实验测试基本一致;各结构参数与材料参数对系统振动频率影响不同,随圆盘高度和基底高度的增加系统弯曲振动频率而增加,相比而言基底高度对频率影响较大;各部分材料的弹性模量对多阶梯厚圆盘的频率影响最大,研究结果为大功率弯曲振动辐射器的设计提供理论参考和频率调试依据。     

厚阶梯圆盘弯曲振动特性研究

阶梯型圆盘声辐射器在大功率超声领域有着广泛的应用。从声学应用角度,基于Mindlin理论推导了厚阶梯圆盘在自由边界条件下频率方程,并对频率方程进行数值求解,同时分析了几何参数对频率的影响,结果表明当其他参数一定时,频率随圆盘和基底圆环厚度的增加而增加,随外径的增加而减小,随内径的增加而增加,计算得到的频率与有限元模拟及实验测试结果基本相符。该结论对厚盘的弯曲振动辐射器的设计提供理论参考和频率调试依据。     

基于Mindlin理论厚圆环弯曲振动研究

基于Mindlin理论从声学应用角度,推导了中厚圆环弯曲振动的横向与径向位移解析表达式,得到了四种不同边界条件下的频率方程,进行数值求解得到的频率与有限元模拟结果基本相符,结论对厚圆环及厚盘的弯曲振动辐射器的设计提供理论参考和频率调试依据。     

弯曲振动阶梯圆盘的有限元分析与设计

对弯曲振动阶梯圆盘一般的设计方法进行了分析,指出其中的一些缺陷,并用有限元软件ANSYS对一个平板圆盘和一个阶梯圆盘进行模拟,将振型分布作了对比,指出了设计的理论缺陷。提出用有限元软件ANSYS设计阶梯圆盘的新思路,对于实现大功率超声在空气中的应用有一定的帮助。     

多阶梯弯振圆盘的设计

由弯振辐射阶梯盘与纵振换能器组合而成的复合超声振动系统,因其兼具弯曲振动低声阻抗和纵振换能器高辐射效率的特点,在气介式功率超声领域有着很好的应用。阶梯圆盘的频率方程中包含特殊函数,且方程数目多,求解过程非常繁杂。以自由边界条件下的单阶梯、双阶梯弯振圆盘为例,提出在给定阶梯圆盘弯振频率﹑基底厚度以及材料参数的条件下利用数值计算方法,编程设计阶梯圆盘的方法。试验测试与理论计算相吻合。为多阶梯弯振圆盘的设计提供一种新的方法。     

弯曲振动圆盘振动特性试验研究

对超声振动系统中弯曲振动圆盘的振动特性进行了试验研究,结果表明,减小圆盘厚度,谐振频率减小;减小圆盘直径,谐振频率增大。在振动系统设计中,将变幅杆与弯曲振动圆盘设计成一体,克服了原来由于螺纹连接所造成的缺陷。通过试验得知,弯曲振动圆盘是以弯曲振动为主,存在一定反射波的干扰,并且圆盘具有增幅特性,圆盘的最大振幅约为18μm。所获得的结论对振动系统结构设计以及在超声深孔珩磨中的应用有一定的参考价值。     

弯曲振动圆盘几何尺寸与振动特性关系的研究

对超声珩磨声学系统中弯曲振动圆盘的振动特性进行了试验研究，结果表明，振动圆盘振幅随厚度的减小而增大。并且当圆盘为薄圆盘(厚度半径比≤1/5)时，圆盘振动为弯曲振动，能够获得良好的振动效果，最大振幅可达20.5μm，存在增幅特性，同时可以看出波节圆数目和大小。当圆盘直径不变时，共振频率随圆盘厚度的减小而降低，圆盘在不同频率下被激发共振。所获得的相应最大振幅值，对弯曲振动圆盘的尺寸设计和应用具有一定的参考价值。     

弯曲振动圆盘振动参数设计方法

弯曲振动圆盘作为超声珩磨的重要传声组件，其参数设计好坏对加工效果起着至关重要的作用。文中通过对弯曲振动圆盘固有频率的几种计算方法与实验结果的比较，得出了合适的圆盘振动特性参数计算公式；通过实验，发现圆盘的振动是以弯曲振动为主，且存在一定反射波的迭加；论证了局部共振理论，是复合系统的某些频率与工具杆在固定一自由条件下的谐振频率一致或接近时出现的现象。所获得的结论，对弯曲振动圆盘的尺寸设计和应用具有一定的参考价值。     

固定边界阶梯圆盘的设计及其振动特性计算

利用薄板的弯曲振动理论,推出了固定边界条件下带有一个阶梯的阶梯圆盘的频率方程,提出了求解频率方程的数值计算方法,编制了计算程序,由此可计算出阶梯圆盘的半径和节线位置,设计出完整的阶梯圆盘。并用有限元仿真软件对阶梯圆盘的振型和位移分布进行了计算,两者计算结果基本吻合,为这种条件下阶梯圆盘的设计提供了方法。     

阶梯轴弯曲固有振动分析及应用

给出阶梯轴弯曲固有振协精确的分析方法,该法亦可用于工程中阶梯梁弯曲固有振动分析。我们用该方法计算了硅压阻式加速度传感顺五阶梯硅梁固频率和振型。     

阶梯变厚度齿轮的横向弯曲振动

针对含轮毂、腹板、轮缘的齿轮结构特点,将其简化为一阶梯变厚度环板,应用Mindlin中厚板理论推导了他横向弯曲振动的频率方程,求得了固有频率,计算结果与有限元模态分析结果非常吻合。并通过大量算例分析了影响计算精度的主要因素是齿轮的厚径比和轮毂与腹板的厚度之比,在中厚板理论适用范围内(厚径比小于0.5)及轮毂与腹板厚度比小于2的情况下,本文理论计算可以获得很高精度。     

超声珩齿弯曲振动变幅器的位移特性

超声振动可以有效地减小珩磨力,超声空化现象与切削液的共同作用可以对珩磨轮实现实时动态清洗,从而减小珩磨轮堵塞,提高加工效率,因此超声和珩齿的复合加工是一种应用前景良好的齿轮精加工方法.超声珩齿的加工对象--齿轮,直径大,厚度小,是一类特殊负载,且对振动系统的加工频率影响大,所以在超声振动系统设计时,必须将变幅杆和齿轮全面考虑建立动力学方程.为此,将齿轮简化为圆盘,加工过程中齿轮作只有圆节线的弯曲振动,采用圆锥型变幅杆,推导变幅杆和圆盘组成的变幅器的频率方程,并利用它设计了变幅器,对变幅器动力学参数的数值计算、有限元分析及试验测量结果一致.通过计算变幅器中变幅杆和圆盘各自独立的谐振频率,发现与变幅器的谐振频率误差较大,说明变幅器设计时必须同时考虑变幅杆和圆盘的相互作用,否则设计的变幅器谐振频率误差过大.     

圆盘夹具的振动特性研究

采用计算分析和试验检测两种手段,对圆盘夹具的振动特性进行了研究。提出用振动台动圈和夹具的耦合振动模型来计算圆盘夹具的一阶固有频率,并用此方法对三种尺寸的夹具进行了计算分析,同时,在振动台上对被研究的夹具进行了试验检测。研究结果表明,文中提出的方法是合理的,并具有较高的计算精度。     

不同支承条件下梁结构弯曲振动的固有特性

根据梁模型端部的四种不同支承条件,将梁模型区分为一般支承梁、弹性支承梁、约束简支梁和约束悬臂梁四种,分别由各自的边界条件和梁弯曲振动模态函数的一般表达式推导出了这四种不同支承条件下梁模型弯曲振动的模态函数及其频率方程,计算得到了四种支承条件下梁模型的前两阶振动模态,具体分析了支承刚度对其特征值的影响.根据该方法,可以得出任意约束刚度下梁弯曲振动的任一模态及其特征值,其结果可以直接用于工程设计与分析.对于各种支承条件下的弹性约束刚度,根据梁的实际支承情况合理选取.     

具有初始弯曲的多轮盘转子系统振动特性的研究

针对具有初始弯曲故障的转子系统振动影响,建立了具有初始弯曲的多轮盘转子系统第一跨转子模型及动力学方程,仿真分析了不同初始弯曲量、偏心距及阻尼比对转子系统振动的影响,对具有初始弯曲的多轮盘转子系统振动特性进行研究。结果表明:转子系统振动响应随着初始弯曲量的增大而增大;随着偏心距、阻尼比的增大而减小。搭建了具有初始弯曲的三跨双盘转子系统试验台,获得了具有初始弯曲故障的转子位移信号,通过仿真与试验对比分析,验证了方程的有效性及仿真结果的正确性。     

多支承转子系统弯曲振动分析方法研究

提出一种描述多支承转子系统弯曲振动的数学模型;应用二分法和LU分解法综合计算弯曲自由振动模态,应用Newmark时间差分法和空间五点差分法综合求解弯曲强迫振动动力响应;针对300 MW汽轮机组模型,进行模态分析以及多种激励下的位移响应计算。模态分析、响应计算结果与现场实测数据较为吻合,说明了所建立的动力学模型与采用的计算方法的有效性。     

多圆盘转子动态特性可视化

介绍了多圆盘转子计算模型的建立及计算临界转速的传递矩阵法,利用MATLAB的GUI设计了计算临界转速计算和振型的界面,该动力分析程序方便地实现了多圆盘转子动力特性的可视化。     

旋转圆盘振动主动控制理论及实验研究的发展

圆盘结构是一个基本的机械元件，它广泛应用于涡轮机、圆锯、计算机硬盘等。本文首先论述了一般结构振动主动控制的几个重大问题及新进展。其次从旋转圆盘这种典型结构在工业中应用的广泛性和重要性角度出发，综合论述了固定和旋转状态圆盘的振动主动控制的发展及现状，并对该研究方向作进一步展望。     

回转圆盘的振动主动控制研究

针对工业中应用广泛的悬臂回转圆盘 ,推导了悬臂回转圆盘的横向运动方程 ,并将之演化为实模态状态空间的动态方程。在比例微分控制下 ,分对位与不对位两种情况 ,得到系统极点分布图 ,说明不对位是系统不稳定的根源。并对传感器作动器的最佳位置作了分析 ,控制的仿真结果说明了对位反馈控制时可以得到很好的控制效果。     

电脑刺绣机横梁弯曲振动固有频率研究

以2头电脑刺绣机横梁为研究对象,分别运用简单梁理论,ANSYS有限元模拟和实验测试三种方法计算分析了电脑刺绣机横梁弯曲振动的固有频率,所得结论可用于电脑刺绣机横梁长度、截面形状和固定方式的改进设计。