振动响应

摘要： 基于磁浮列车车辆—轨道—桥梁耦合动力学、电磁学、控制学和现代信号分析理论,采用数学建模与数值计算方法研究磁浮控制系统不同参数状态下车辆振动响应的非线性特征(非线性度)。首先建立中低速磁浮列车—轨道—桥梁的耦合动力学模型和PID悬浮控制模型;然后编制数值计算程序,计算车辆系统在不同控制参数下的动力学响应及其非线性度指标;最后分析控制参数对车辆振动非线性度的影响规律。分析结果表明:当磁浮列车PID控制系统的比例反馈系数和微分反馈系数较小时,车体、悬浮块振动信号具有很强的非线性,但非线性度随反馈系数增大而减小;积分反馈系数对系统振动非线性度的影响很小。

摘要： 提出一种高阶调谐齿轮传动原理,定义了调谐齿轮的错时相位角。基于动态啮合力开展高阶调谐齿轮参数设计研究,推导出调谐齿轮最佳传动参数,验证调谐齿轮错时相位角、调谐阶数对动态响应的影响;结合具体案例,进行高阶调谐齿轮的动力学数值模拟,研究高阶调谐齿轮传动参数对系统动态啮合力以及振动响应的影响。研究结果表明,当调谐阶数为2(二阶调谐齿轮)、错时相位角为1/2个齿距时,调谐齿轮时变啮合刚度和接触力波动最小,振动位移以及振动加速度波动最小,从理论上验证了二阶调谐齿轮具有明显的减振作用。

摘要： 高速艇船体刚度小、激振力大且激振频率高,靠近主要激振源的尾部结构振动需要重点关注。本文针对某喷水推进高速艇,对其尾部区域甲板、船底板、泵舱壁和尾封板等局部结构采用规范经验公式对局部结构的板、板格固有频率进行计算,采用计及附连水质量的有限元模型对各尾部局部结构的板架固有频率进行计算,并将计算结果与轴频和叶频激励频率进行频率储备校核。对频率储备不满足要求的局部结构,建立包含喷水推进器流道结构的全船有限元模型,基于喷水推进器的激励力进行振动响应计算和校核评估,对采用喷水推进的高速艇的船体振动评估和船体设计具有参考意义。

摘要： 在深水无隔水管钻井系统中,海水段钻柱系统受到外部海洋载荷、顶部转盘扭矩以及底部钻头-地层作用力的影响,极易发生纵-横-扭三个方向的振动,导致钻柱发生强度降低、磨损及疲劳失效。为了对深水无隔水管钻井钻柱三维振动响应进行研究,基于能量法、Hamilton变分、微元法和达朗贝尔原理,在考虑海流、钻井液流速和钻柱-井壁接触碰撞等因素的基础上,建立了无隔水管钻井钻柱的三维振动方程,并验证了其有效性,分析了雷诺数、速度比、波动钻压及钻柱转速等对钻柱振动的影响。研究结果表明:地层段钻柱的振动响应远没有海水段的大,并且横流向振动幅值也要小于顺流向振动幅值,但其振动频率却大于顺流向振动频率;适当增大速度比会减小海流对钻柱的激励作用,钻井液流速较高时会对钻柱振动产生较大影响;波动钻压幅值影响钻柱纵向振动的位移响应,但不影响纵向振动频率,现场钻柱可采用较小的波动钻压,以减小钻柱的纵向振动和扭转剪切应力,但应避开120和60 r/min的转速。所得结论可为无隔水管钻井钻柱的减振措施制定提供参考。

摘要： 为研究不同爆破缺口下烟囱的定向倒塌,以实际需拆除的烟囱作为研究对象,应用ANSYS/LS-DYNA软件分别建立烟囱在不同高度和不同形状爆破缺口下的定向倒塌模型。研究结果表明:相比爆破缺口高度0.50m及1.94m,爆破缺口高度为1.05m的倒塌效果较好,倒塌用时较少;相比倒梯形、矩形缺口形状,正梯形缺口倒塌效果最优。最终采用缺口高度为1.05m的正梯形爆破缺口进行实际爆破,实际爆破效果较好,并且仿真和试验振动数据最大偏差不超过9.5%,说明了仿真的可靠性。

摘要： 数控机床在加工过程中,主轴振动会对加工质量产生较大影响。针对传统通过更换主轴以减小振动等方法中存在的不便,以VMC850E型立式数控加工中心为研究对象,设计了一种外加阻尼器,通过附加阻尼和质量块的形式吸收主轴振动的能量以减小主轴振动强度。在外加阻尼器后,主轴的随机启停空运行响应信号幅值有明显的降低,说明外加阻尼器对主轴的振动确实有抑制效果。根据工作变形分析法来分解机床各阶模态对加工过程中结构振动的贡献程度,分析了切削激励力对主轴主振模态及振动特性的影响,以及外加阻尼器后主轴各阶模态对加工过程中结构振动贡献程度的变化情况。并通过空运行实验和切削加工实验验证了外加阻尼器对车床主轴的抑振效果,表明在特定的加工参数下,外加阻尼越大则主轴的振幅信号越小,即抑振的效果越好。

摘要： 基于某地铁上盖120m高超高层结构的工程背景,分别对无桩基础结构、15m桩周降阻桩基础结构以及30m无侧摩阻力桩基础结构,进行了1∶30缩尺振动台试验。基于白噪声和7条地铁振动波不同峰值加速度激励下的结构响应,对比分析了三个振动台试验模型各测点楼层的振动响应。结果表明:桩基长度的改变可明显改变上盖结构的动力特性,上盖结构X、Y、Z三向频率呈现随桩基长度增加而减小的变化趋势,且桩基越长上盖结构的频率越低。相比于无桩基础结构,15m桩周降阻基础结构在避免地铁隧道下沉风险的同时,有利于降低上盖结构的振动响应。同时桩周降阻处理的桩基础改变了上盖结构的动力特性,使上盖结构楼层振动由高频向低频转移;而30m无侧摩阻力桩基础,对降低上盖结构的振动响应有限,且不影响结构楼层的振动频率分布。实际工程设计时,应综合竖向振动响应控制、地铁隧道沉降和桩基稳定性,合理设计桩周降阻长度。

摘要： 数控机床在加工过程中的振动会影响加工稳定性和零件成型质量,研究辨识引起较大振动的机床薄弱部位对提高零件加工质量有重要意义。以VMC850E型立式数控加工中心为研究对象,对引起机床振动的薄弱部位开展辨识研究。机床结构的模态参数是机床的固有属性,只与机床本身的结构有关。进行了机床静态下的锤击实验,得到机床结构的模态参数。根据机床结构的模态振型得到模态质量分布矩阵,模态质量越大则对应部件的振动能量越大,该部件越可能是薄弱部件,由此辨识出主轴最有可能是薄弱部件。进一步,针对传统常用模态分析法的缺点,提出了基于机床自身部件运动来激励机床运行的自激励方法,在主轴随机启停的空运行实验中,通过主轴的响应信号辨识出了机床对应阶次的模态,实验结果表明主轴是机床的薄弱部件。

摘要： 为了减少损伤识别所需传感器数量,降低监测系统造价及海量数据的处理成本,提出了基于单传感器数据结合格拉姆角场(Gramian angular field,简称GAF)和卷积神经网络(convolutional neural networks,简称CNN)的结构损伤识别方法。采用GAF理论将原始振动信号分别转换为格拉姆角和场(Gramian angular summationfield,简称GASF)和格拉姆角差场(Gramian angular difference field,简称GADF)二维图像,以转换后的GASF和GADF两类图像数据集为输入,基于LeNet⁃5结构下的浅层卷积神经网络模型,训练最优二维CNN模型用于结构损伤识别。以国际桥梁维护和安全协会提出的结构健康监测基准模型结构及一榀钢框架结构为例,研究振动信号转化为二维图像算法、卷积神经网络模型参数、传感器布置位置及测量噪声对识别结果的影响。结果表明:所提算法仅需单个传感器数据即可实现损伤识别的目的,数值模拟及模型试验的损伤识别准确率均为100%,单条样本测试时间为8.5 ms左右,满足结构健康监测在线损伤识别的需求,且受传感器布置位置和噪声程度影响较小;GADF图较GASF图收敛效率更高,震荡幅度更小,受局部最优值影响较小,在样本数量规模一致的状态下,更易训练生成最优二维CNN模型。

摘要： 针对具有可靠性鉴定需求的大量既有建筑物,目前普遍开展的监测项目主要为沉降、倾斜、变形等在短时间内变化不明显的数据监测。现阶段基于振动响应等动态数据的建筑可靠性鉴定尚缺乏深入研究及广泛运用。文章讨论现有标准涉及到的在振动响应方面的结构健康监测,包括结构安全性等级评定和建筑振动舒适度评价。

摘要： 基于土石混填料强夯加固的大型现场振动速度测试的试验成果,深入地分析了质点振速和波形在强夯过程中的传播及演化,以此研究了1000kN·m夯击能作用下土石料填筑体的内部质点的振动响应及强夯加固机理.结果表明:土石料在强夯作用下土体内部仅有冲击波和振动波两种振动形态;提出了强夯起始加固临界振速的概念和确定方法,并给出相应的振速值;通过分析填筑体空间振速演化规律,阐述了粗粒土石混合料的强夯加固机理,将强夯过程分为加固发展阶段和加固退化阶段.为工程条件下强夯施工层厚给出指导性建议.

摘要： 采用热流固耦合数值仿真方法对固体火箭发动机工作过程中出现的天地不一致性不稳定问题开展研究,重点关注飞行过程中发动机外部热载荷对发动机结构振动响应的影响.对不同壳体温度下的发动机结构振动模态进行分析,获得发动机结构固有振动频率随工作阶段变化的规律,并与内流场声腔模态进行对比.研究发现,气动热载荷作用会导致发动机结构的各阶振动频率下降,引发发动机结构的二阶弯曲频率与声腔的一阶振动频率相接近,从而增加了发动机结构与内流场在特定频率下耦合振动的可能性.通过对气动热载荷作用下发动机结构和流场脉冲激励双向流固耦合研究,获得了不同壳体温度下对发动机施加特定触发频率激励后内流场与结构的耦合振动规律,耦合振动将引发燃烧室平均压力不稳定上升,发动机壳体的振动幅值明显增加.论文工作可为自由飞行条件下固体发动机不稳定燃烧的研究提供参考.

摘要： 采用计算机建模和分析、预测大跨度和大悬挑结构受到人群活动激励而产生的竖向响应是非常重要的课题.人群荷载激励下结构振动响应过程中,人体不仅是荷载激励也是振动参与者,结构振动具有明显的人-结构耦合特性.考虑人-结构耦合作用,区分不同行人密度、步行频率,并采用随机性人群荷载模型,计算某18m大悬挑拉索结构在人群步行荷载激励下的振动响应.结果表明,在端部悬挑区域内加速度响应均小于标准限值70.00mm/s2,满足舒适度要求;以质量-弹簧-阻尼模型模拟考虑人-结构耦合作用后,人体阻尼用抑制了结构的竖向振动,结构的振动频率没有改变;人群荷载激励频率对结构振动的影响远大于行人密度、数量.

摘要： 本文采用Compose建立了轨道车辆Sperling指标计算的感觉滤波器并注册至HyperGraph中,实现快速计算车辆平稳性指标.为提高车辆运行平稳性,对OptiStruct中计算的车辆地板振动响应,采用NVH模块进行模态贡献度分析,识别出频响峰值处贡献度较高的模态,随后采用灵敏度分析确定地板对板件厚度对质量及加速度的灵敏度,确定设计变量,优化地板下方底架中部刚度.以本文研究的动车组对象为例,33.6Hz峰值处模态贡献量最大的是34Hz模态,采用尺寸优化后,33.6Hz振动加速度峰值减小了39.65％,质量仅增加了10kg,Sperling平稳性指标提高了0.2.

摘要： 复杂结构中高频振动响应的准确预测有着重要意义.基于能量有限元法,选择适用于复杂求解域的线性三角形单元,推导出薄板弯曲波能量密度,并通过统计能量法对其准确性进行验证;利用一种隐式几何网格划分法将能量有限元法推广到中空二维结构,同时以简单开孔矩形薄板为例研究单位功率激励下的能量密度与能流,研究发现,薄板能量密度随开孔尺寸增加而不断增加.研究对求解复杂结构中高频振动能量分布具有一定意义.

摘要： 随着中国主题乐园行业的整体发展,越来越多的中小型游乐设备由室外搬到室内,由地面搬到楼上.为避免竣工后的使用过程中由于楼盖振动问题进行加固改造,需要在结构设计阶段进行楼盖振动舒适度计算.本文从楼盖振动舒适度的角度,根据国内外研究成果,分析了国内外规范、标准的异同点,结合工程实例,分析了游乐设施引起的楼盖振动响应、楼盖振动的特点,提出了适用于游乐设备的楼盖振动舒适度评价方法及峰值加速度限值,可为类似工程提供参考.

摘要： 针对三相异步电机内部真实激励源数量多和分布复杂的问题,提出采用等效源代替真实激励源进行载荷识别的思路,并以机脚振动输出为目标对等效源的数量和位置进行研究,基于振动响应对转子轴承力和电磁激励力进行了反演,并通过实验进行了验证.结果表明该方法的等效源可以有效反映真实激励源的作用效果,且辨识的激励力的误差均在5dB以下,满足工程应用要求.

摘要： 本文针对某6MT发动机在NVH测试中出现的振动问题,使用Optistruct对壳体进行模态分析,提出优化方案,并对修改前后方案进行振动响应分析.最终通过试验验证该优化方案的有效性.

摘要： 车辆悬架系统在变速行驶工况下的动态响应是非平稳随机过程,基于人体对频率振动敏感度不同,提出了应用于非平稳随机振动分析的一个新概念,即动态频域.首先应用类似线性振动传递特性关系得到前轮输入,再根据车速列出前后轮输入的关系,通过泰勒级数展开得到后轮输入.利用时程积分法求取悬架质心垂向加速度与俯仰角加速度响应,分析在不同加速度车况下的均方根值随时间的变化关系.最后利用时频技术分析动态频域的变化趋势.

摘要： 车辆悬架系统在变速行驶工况下的动态响应是非平稳随机过程,基于人体对频率振动敏感度不同,提出了应用于非平稳随机振动分析的一个新概念,即动态频域.首先应用类似线性振动传递特性关系得到前轮输入,再根据车速列出前后轮输入的关系,通过泰勒级数展开得到后轮输入.利用时程积分法求取悬架质心垂向加速度与俯仰角加速度响应,分析在不同加速度车况下的均方根值随时间的变化关系.最后利用时频技术分析动态频域的变化趋势.

摘要： 本发明涉及一种可以缩短响应时间的变频振动方法以及振动致动器，振动致动器包括中空轴、振动输出界面和环形定子弹性体，在中空轴上套设环形定子弹性体，振动输出界面通过螺钉固设在中空轴顶部，中空轴对环形定子弹性体轴向锁定，同时环形定子弹性体产生预压力抵住振动输出界面；环形定子弹性体与振动输出界面的接触面上铺设摩擦材料；环形定子弹性体与振动输出界面远离的端面铺设分区极化的压电陶瓷；定子弹性体与中空轴之间设有塑料耐磨套管，且塑料耐磨套管同样套设在中空轴上；本发明可以弥补传统电机响应时间慢的问题，基于振动方法设计的振动致动器的响应时间得到大幅度的提高。

摘要： 本发明涉及一种可以缩短响应时间的变频振动方法以及振动致动器，振动致动器包括中空轴、振动输出界面和环形定子弹性体，在中空轴上套设环形定子弹性体，振动输出界面通过螺钉固设在中空轴顶部，中空轴对环形定子弹性体轴向锁定，同时环形定子弹性体产生预压力抵住振动输出界面；环形定子弹性体与振动输出界面的接触面上铺设摩擦材料；环形定子弹性体与振动输出界面远离的端面铺设分区极化的压电陶瓷；定子弹性体与中空轴之间设有塑料耐磨套管，且塑料耐磨套管同样套设在中空轴上；本发明可以弥补传统电机响应时间慢的问题，基于振动方法设计的振动致动器的响应时间得到大幅度的提高。

摘要： 本发明公开一种基于测量车振动响应的桥面响应重构方法，步骤为：1)将若干加速度传感器固定在单轴测量车的车轴上；2)牵引设备为单轴测量车提供动力，令单轴测量车匀速驶过待测桥梁；3)信号采集系统计算单轴测量车的第一加速度响应

摘要： 本发明属于抗震特性仿真分析技术领域，涉及基于振动频谱反推的大型结构地面振动响应预估方法，步骤如下：第一步，对地点已有的大型支撑平台建立全尺寸模型；第二步，将支撑平台的全尺寸模型放入Ansys中分析设置；第三步，将预估激励源信息导入到Ansys中，对全尺寸模型进行响应谱分析，直至仿真值与实测值差值小于设定值，此时输入的激励幅值和激励频率即为最优激励解；第四步，将待安置的大型精密结构全尺寸模型和最优激励解同时输入到Ansys中进行响应谱分析，仿真得到在同一地点的振动响应值。本发明可为待安置设备的结构和材料选择提供可靠的指导意见，整体操作过流程简单，计算结果准确，具有很强的工程实践可行性和指导性。

摘要： 提供了一种确定振动元件（104）的振动响应参数的方法（900、1000）。方法（900、1000）包括用第一驱动信号以第一频率对振动元件（104）进行振动，从以第一频率振动的振动元件（104）接收第一振动信号，测量第一相位差，该第一相位差是第一驱动信号和第一振动信号之间的相位差。方法（900、1000）还包括用第二驱动信号以第二频率对振动元件（104）进行振动，从以第二频率振动的振动元件（104）接收第二振动信号，测量第二相位差，该第二相位差是第二驱动信号和第二振动信号之间的相位差。方法（900、1000）还包括使用第一相位差和第二相位差来确定振动元件（104）的相位差和频率中的至少一个。

摘要： 本技术提供一种基于振动采收的果实振动响应模态的振动参数测试装置，它包括试验台架、变频电机、变速箱、曲柄滑块机构、旋转装置；曲柄滑块机构中的直线导轨水平安装时实现果实的摆动，直线导轨竖直安装时实现果实的垂直运动；旋转装置实现果实的扭转运动。本技术实现了果实的摆动、垂直运动，扭转运动三个主要振动响应模态，并实现调频调幅，可广泛适用于银杏、核桃、红枣、杏、柑橘等林果振动采收的果实振动响应模态，适用于各种水果及振动采收机，通用性强。通过试验可获得各种果实三种主要振动响应模态下振落的最佳振动参数，得出果实与果柄分离的最优条件，以及所对应的最优激振方式，从而为林果采摘机械的设计提供理论依据。

摘要： 本发明公开一种基于测量车振动响应的桥面响应重构方法，步骤为：1)将若干加速度传感器固定在单轴测量车的车轴上；2)牵引设备为单轴测量车提供动力，令单轴测量车匀速驶过待测桥梁；3)信号采集系统计算单轴测量车的第一加速度响应和第二加速度响应4)建立单轴测量车匀速驶过待测桥梁的运动微分方程；5)建立桥梁接触点加速度响应与车体加速度响应之间的关系方程；6)对桥梁接触点加速度响应进行解耦，得到解耦方程；7)解算解耦方程，得到桥梁表面加速度响应。本发明从测量车响应中消除其自身竖向振动和沿着车轴转动的影响，以重构桥梁表面的加速度响应，实现对桥面振动信号的精准识别。

摘要： 本发明公开了一种基于分片响应面法的随机振动响应分析方法，包括：绘制具有大变异系数的随机变量xi对应的概率密度函数曲线，将其划分Q个子区间；对每个子区间的试验点进行修改；得到上述Q个响应面，结合MC抽样，根据随机变量xi的实际中心点及星点位，选取对应子区间响应面的相应位置，近似插值得到最终的计算响应结果。本发明基于对随机变量变异系数进行合理分块的原则，缩小响应面的近似范围，并对分割后的响应面进行独立分析，从而提高了响应面在该空间的近似精度。

摘要： 本发明属于抗震特性仿真分析技术领域，涉及基于振动频谱反推的大型结构地面振动响应预估方法，步骤如下：第一步，对地点已有的大型支撑平台建立全尺寸模型；第二步，将支撑平台的全尺寸模型放入Ansys中分析设置；第三步，将预估激励源信息导入到Ansys中，对全尺寸模型进行响应谱分析，直至仿真值与实测值差值小于设定值，此时输入的激励幅值和激励频率即为最优激励解；第四步，将待安置的大型精密结构全尺寸模型和最优激励解同时输入到Ansys中进行响应谱分析，仿真得到在同一地点的振动响应值。本发明可为待安置设备的结构和材料选择提供可靠的指导意见，整体操作过流程简单，计算结果准确，具有很强的工程实践可行性和指导性。

摘要： 本技术提供一种基于振动采收的果实振动响应模态的振动参数测试装置，它包括试验台架、变频电机、变速箱、曲柄滑块机构、旋转装置；曲柄滑块机构中的直线导轨水平安装时实现果实的摆动，直线导轨竖直安装时实现果实的垂直运动；旋转装置实现果实的扭转运动。本技术实现了果实的摆动、垂直运动，扭转运动三个主要振动响应模态，并实现调频调幅，可广泛适用于银杏、核桃、红枣、杏、柑橘等林果振动采收的果实振动响应模态，适用于各种水果及振动采收机，通用性强。通过试验可获得各种果实三种主要振动响应模态下振落的最佳振动参数，得出果实与果柄分离的最优条件，以及所对应的最优激振方式，从而为林果采摘机械的设计提供理论依据。