重卡驾驶室半主动悬置控制方法

为了抑制在路面激励下某型重卡驾驶室的振动加速度响应,研究基于磁流变阻尼器驾驶室半主动悬置系统的控制方法。建立了重卡驾驶室半主动悬置集中质量动力学模型,分别采用比例积分微分(proportion integration differentiation,简称PID)控制理论和模糊最优控制理论设计控制器,并利用磁流变阻尼器动力特性实验数据对模糊最优控制器的参数进行优化。以驾驶室质心垂直、侧倾及俯仰3个方向加速度为控制目标,利用ADAMS/Simulink联合仿真方法,对比分析PID控制和模糊最优两种控制策略与被动状态下重卡驾驶室悬置振动控制效果。针对实际重卡进行不同速度路面激励下的振动控制实验。仿真和实验结果表明,采用PID和模糊最优控制方法均能有效抑制重卡驾驶室半主动悬置的振动加速度响应,其中模糊最优控制效果总体优于PID控制。     

任意阶PDE降噪特性分析

通过对分数阶微积分原理的研究,提出了任意阶偏微分方程(partial differential equations,简称PDE)降噪的统一模型,实现了基于任意阶PDE降噪的数值化方法,并分析了任意阶PDE降噪特性。该数值化方法能够快速实现信号降噪,耗时少。通过仿真实验,分析了PDE降噪性能的影响因素,与其他去噪方法进行了对比分析,并对现场实测信号进行了降噪分析。结果表明,PDE数值求解降噪方法性能优良,算法简单。     

动态载荷激励下的床身结构动力学响应

考虑到数控加工系统的振动及噪声问题,建立了数控机床床身的参数化有限元模型,在模态分析基础上计算固有频率与振动幅值。以简谐力作为动态激振载荷,在350-800Hz频率段进行扫频计算,获得了位移—频率和应力—频率曲线,确定了各阶共振频率点的响应幅值,谐振响应结果表明第2阶模态频率对床身的危害性较大。采用Full方法(完全法)对床身进行瞬态动力学分析,计算出了时域下的位移和加速度响应曲线,分析了机床启动阶段冲击载荷对床身的激励影响。在参数化建模基础上实现了床身结构动力学优化,使其动力学性能得到有效改进,有利于数控机床的高速化发展。     

仿生密度激励的摩擦振动对摩擦学特征的影响

利用ABAQUS仿真模拟往复式摩擦副干摩擦特性,提取摩擦过程中的速度特征,以振动烈度来量化摩擦振动,分析了仿生密度所激励出的摩擦振动对摩擦学特征值的影响。结果表明,由同一种密度的仿生副所产生的摩擦振动、温度、摩擦应力、磨损深度都具有相同的效果,振动烈度—摩擦学特征值曲线呈递增趋势,合理的仿生密度可以起到减振、消磨、降温的作用。     

刀具角度对车铣加工SiC_p/Al复合材料动态特性的影响

通过SiCp/Al复合材料正交车铣加工试验研究了刀具角度对正交车铣加工过程中刀杆振动的影响。分别用不同前角、后角和刃倾角的铣刀对Si Cp/Al复合材料进行切削加工。结果表明:刀杆轴向的加速度比切向和径向大得多,且在入刀和稳定切削阶段,当前角和后角达到15°和2°时,加速度达到最小,随着刃倾角的增加,各个方向的加速度几乎不变。由此得出随着刀具角度变化刀杆加速度的变化规律,从而为车铣加工刀具参数选择提供指导。     

低频振动小孔径内壁面微结构电解加工技术研究

为了研究低频振动电解加工对小孔径内壁面加工的影响,采用数值模拟和实验相结合的方法进行电解加工,分析影响加工结果的工艺参数及低频振动对小孔径内壁面加工精度的影响。结果表明:采用阴极低频振动加工小孔径内壁面,有利于加工间隙内电解液的循环更新和电解产物、电解热的排除,提高加工精度,改善加工定域性,同时也延长了工具电极的寿命。     

TC4钛合金摇臂表面完整性研究

本研究采用航空发动机TC4摇臂件为研究对象,对其开展振动光饰和喷丸强化,研究对比了零件的表面毛刺、刀痕波纹、棱角倒圆、表面粗糙度、表面残余压应力水平的变化,分析了两种不同工艺对零件表面完整性的影响。结果表明:喷丸强化和振动光饰均能提高零件的表面残余压应力,且效果显著;振动光饰能有效降低零件的表面粗糙度,提高表面光度,但功效与工艺中的磨粒大小、形状和时间有关;合理的喷丸强化和振动光饰对提高零件的表面完整性有明显作用。     

从典型失效案例探讨单晶叶片的工程失效问题

通过对目前单晶叶片工程应用中出现的由应力集中以及缺陷引起的两类典型失效问题进行讨论,提出了目前单晶叶片工程应用研究上解决这两类失效问题的途径。分析认为:单晶叶片室温振动疲劳失效对应力集中敏感,因此在结构设计要充分考虑应力集中对振动疲劳失效的影响,优化单晶叶片室温振动疲劳方法,或建立合理可靠的高温振动疲劳试验方法;再结晶和小角度晶界缺陷对单晶叶片的失效有着重要的影响,同时又制约着叶片的合格率,要从工程应用的角度,通过优化工艺和制定合理的缺陷检测或控制标准,使得单晶叶片得到最优的工程应用。     

基于最大相关峭度反褶积法的行星齿轮故障诊断

针对行星轮系结构复杂,故障信号特征提取困难,提出使用扭振信号对行星齿轮箱故障进行诊断。通过对行星齿轮箱横向振动信号与扭振信号的频谱分析发现,扭振信号相对于往复振动信号更适合行星轮系的故障诊断。针对扭振信号微弱,冲击特性不明显,提出基于最大相关峭度反褶积处理扭振信号。首先对采集的行星齿轮扭振信号先进行零均值化预处理,然后使用MCKD方法增强扭振信号的冲击特性。以故障冲击特性的峭度值作为选择FIR滤波器长度的选择依据,最终使得行星齿轮箱扭振信号的故障冲击特征得到显著提升。该方法对于扭振信号的降噪与提高周期故障冲击特征有效,适用于行星齿轮箱扭振信号的故障诊断。     

低预紧扭矩螺栓连接悬臂梁的2倍谐振响应

为准确获得光电设备中螺栓连接对系统结构动态响应特性的影响,研究了装配连接环节导致的非线性振动特性。采用单螺对栓连接悬臂梁模型,对螺栓连接引起的结构振动特性的改变进行了研究和实验。利用接触有限元方法对低预紧扭矩下结构非线性振动特性进行了时域数值积分仿真分析,给出了不同激励量级周期受迫激励下的相轨迹曲线;结合快速傅里叶分析方法,指出此模型在低预紧扭矩下存在1/2频率激励下的谐振现象。基于激振器实验,给出了实验自由振动响应幅值和受迫振动响应幅值的变化,证实了仿真结果的准确性。数值仿真和激振器实验均表明:激励量级越大,螺栓连接引起的非线性振动中自由振动分量对结构动态响应的影响越大。该方法对开展后续连接结构的非线性振动特性的研究有指导意义。