基于有限元方法的称重传感器夹具动态特性分析

针对称重传感器误差标定装置中传感器夹具发生受迫振动问题,采用基于模态叠加法的谐响应分析技术,对传感器夹具的动态特性进行了研究。基于模态、谐响应分析理论,求解得到称重传感器夹具的动态响应特性。研究结果确定了对称重传感器夹具动态性能影响最大的模态频率;并将仿真结果与模态试验数据进行了对比;经过谐响应分析得到了夹具正常工作状态下夹具材料力学性能与谐振频率之间的关系。研究结论可为称重传感器夹具的优化设计提供一定的理论参考。     

称重传感器蠕变误差检测装置机架动态特性研究

针对机架在传感器误差标定过程中存在的稳定性问题,采用有限元分析技术对机架预应力模态及谐响应动态特性进行了研究。采用CTAIA软件对机架进行三维建模,选用四边形网格结构,对三维模型进行了网格划分及局部加密处理。基于模态、谐响应分析理论,求解得到机架的固有频率和振型,结果表明:第3阶、第5阶和第6阶模态振动对机架与气缸连接部分影响最大。     

转子系统轴承载荷传感器动态特性分析

研究了一种用于多支承转子轴承系统的二维轴承载荷传感器的动态特性,从理论分析出发,合理建模,结合有限元分析软件ANSYS对传感器结构进行了动力学分析.通过模态分析,提取了传感器前六阶阵型的固有频率,并进一步对X,Y,Z三个方向的主阵型进行了谐响应分析,得到位移频率曲线.该结论对于实际工作中实现不失真测量和避免共振可提供理论指导.     

考虑带钢的轧机主传动系统扭振数值研究

带钢作为连接各机架间主传动系统的纽带,其动力学特性决定着主传动系统扭转振动的动态性能。因此,考虑带钢连接的轧机主传动系统扭振模型的研究十分必要。利用ANSYS软件,建立带钢连接的双机架主传动系统有限元实体模型,并对其进行模态分析。然后对带钢施加变频力进行谐响应分析,得到各机架主传动系统中不同部位角位移随频率变化的规律曲线。最后通过对比谐响应分析与模态分析结果,进一步研究带钢与轧机主传动系统扭振之间的固有属性关系。     

称重传感器清洗机机架动态特性研究

采用理论分析及有限元仿真的方法,首先对称重传感器清洗机机架进行静力学分析;之后对其进行模态分析,确定了称重传感器清洗机机架的固有频率和振型;最后研究了外部激励对机架气缸安装部位幅值频率曲线的影响,通过幅值频率曲线确定了称重传感器清洗机机架可能发生的共振频率。     

基于ANSYS的地铁车辆振动特性分析

为了避免地铁车辆在运营过程中空压机产生振动问题,引起车窗、车内座椅以及扶杆的剧烈振动,因此有必要对车辆进行模态分析及谐响应分析。本文先对谐响应分析理论进行简要介绍,然后用有限元分析软件ANSYS对国内某地铁车辆进行了模态及谐响应分析,最后对空调与车顶连接的橡胶刚度值进行了优化。     

二阶连续渐开线变截面涡旋盘的谐响应分析

以二阶连续三段圆渐开线变截面组合型线动涡旋盘为研究对象,通过建立动涡旋盘的三维实体模型,借助ANSYS Workbench对其进行了模态分析,得到前六阶固有频率和各振型对应的各点综合位移图.在此基础上以计算工况为危险工况对动涡旋盘进行了谐响应分析,得到涡旋齿在指定路径上的变形及不同路径上应力、应变随频率的变化规律,并与等截面涡旋齿的动态特性进行比较,定量给出了等、变截面涡旋盘的峰值响应,证明了变截面涡旋齿在动态特性方面的优越性.     

叶轮转子-轴承-干气密封系统模态分析及谐响应分析

以“叶轮转子-轴承-干气密封”系统的动态特性为研究对象,利用软件ANSYS建立有限元模型,对系统进行满载条件下模态分析, 得到该系统各阶固有频率和振型,对该系统进行空载条件下模态分析.对比上述两种固有频率发现:工况下干气密封系统及叶轮转子所受的力降低了系统固有频率.以系统不平衡量为体载荷,通过谐响应分析方法得到系统的稳态不平衡响应曲线.     

大型机械设备激励下多层厂房动力特性及谐分析

本课题以具体工程为背景,通过对某框架厂房的脉动及机械设备简谐作用下的动力测试及自编的Ansys-APDL程序进行模态和谐响应分析,了解结构在设备激励下的频率及谐响应特性,理论分析和实际测试结果的对比得出一些结论,可为该类型的厂房设计提供些许参考。     

列车随机激励下铁路站房结构振动响应分析

列车激励模拟是铁路站房结构振动响应分析首先要解决的问题,目前站房结构振动响应分析中列车激励时程多采用简单列车模型或典型频率谐载组合进行模拟.根据车辆随机振动理论,考虑完整的轨道不平顺谱和轮对间轨道输入相关性,模拟得到基于二系悬挂10自由度列车模型的列车随机激励时程,通过与现有实测数据及模拟时程对比,验证了所得激励时程时频域内的合理性.进行列车随机激励下天津西站大跨度站房结构振动响应分析,研究结构各层振动响应的频谱特性及RMS评价,结果表明：候车厅层振动卓越频率位于人体对竖向振动的最敏感频率范围内,应注意其对人体舒适度的影响.     

黏弹性地基梁振动的微分求积法分析

探讨了黏弹性地基上有限长Euler-Bernoulli梁的横向振动.主要研究梁的固有频率和简谐均布荷载作用下的动力响应.将微分求积方法(DQ)直接应用于自由与受迫振动控制方程中.在简支边界条件下,得到横向自由振动的固有频率,并与复模态分析方法的结果进行比较.数值结果表明DQ与复模态分析方法得到的前七阶频率值高度吻合,但随着阶数的增长,两种方法数值间的微小差异值增大.数值结果还表明, 在均布简谐荷载作用下,经过短暂的瞬态响应后,梁的振动频率与外部荷载振动频率一致.     

纵轴式掘进机截割系统模态仿真及试验研究

为了研究纵轴式掘进机截割系统动态响应特性,基于Pro/E和ADAMS联合建立了截割系统振动分析动力学模型,并通过施加简谐激励对截割系统进行受迫振动特性分析,得到3处响应敏感的共振频率;采用锤击法对掘进机截割系统施加激振力,进行试验模态研究,选取复模态单自由度拟合法进行数据拟合,得到截割系统在竖直方向上的前5阶试验模态参数。研究结果表明：第1阶、第2阶试验模态固有频率分别与20 Hz、120 Hz仿真共振频率相近,第3阶、第4阶和第5阶试验模态固有频率则没有相近的仿真共振频率与其对应,这说明采用简谐激励进行振动仿真并不能完全激励出截割系统的共振响应频率,而采用试验模态分析法,在验证仿真分析结果的同时,还可获得更为完整的截割系统模态参数。     

大型离心压缩机闭式叶轮动力特性分析

通过模态分析与尾流激振响应分析,研究了离心压缩机闭式叶轮的动力特性与共振条件.针对尾流激振问题,基于气动计算建立激振力简化模型,提出了考虑激振力相位差的谐响应分析方法,计算出尾流激振产生的动应力水平与动力放大系数;基于IIW焊接疲劳标准计算了叶轮的结构热点应力.数值分析结果表明,在一定转速下,尾流激振产生的应力范围超过截止极限的50%,验证了三重点共振条件有效性的同时,指出了其局限性.     

基于PVDF传感器的车辆动态称质量系统 算法分析及应用

为有效管理车辆超限超载,并为道路设计规划提供数据支撑,基于聚偏二氟乙烯(PVDF)传感器提出一种适应高速公路动态称质量系统。针对压电膜传感器信号设计了电荷放大电路、单片机信号采集电路和SD卡存储电路等,提出用滑动平均滤波算法进一步处理采样信号,并对软件系统的设计流程进行了分析。为验证数据处理方案的准确性,进行了室外场地模拟试验,又进一步进行道路现场试验获取车辆载荷谱数据,通过对数据的分析得到此路段实际交通量的结构组成。试验结果表明,设计的称质量系统能够满足动态称质量的精度要求,具有较高的实际应用价值。     

基于FWD荷载下的沥青路面实测动力响应分析

沥青路面基于高度条件和重载作用,其受力状态以及静载模式下的受力条件都会产生极大差异.通过试验分析基于动载激励条件下沥青路面的动态响应规律,在此基础上分析沥青路面的损害机理.为研究动态荷载作用下沥青路面的实测动力响应,基于实际工程,构筑了3种典型的沥青路面,采用FWD(落锤式弯沉仪)分析沥青路面的动态弯沉盆特性,通过动态应变传感器,得到基于动态荷载下的层底弯拉应变响应.结果表明:沥青路面结构的动态响应随FWD荷载的变化表现出非线性特性,3种沥青路面结构的面层底具有较低的应变状态,且几乎不对路面累计疲劳造成损伤,相对于横向应变,具有较大的纵向应变能力.     

六维力传感器动态测试电磁激励力控制电路设计与分析

针对脉冲激励和单位阶跃法测试六维力传感器动态性能时输出力单一,力值大小调节较困难,且负载信号的检测不理想等问题,采用电磁激振原理,致力于谐波激励装置的研制。针对电磁滞后特性,以及电磁激励力随频率增加呈衰减特性,采用双闭环控制方案,即内环为电流环,外环为激励力反馈环,设计了一款六维力传感器动态测试电磁激励力控制电路。该电路测试结果表明电磁激励力输出幅度在传感器工作带宽内保持恒定,完全满足基于谐波激励法六维力传感器动态性能测试要求。     

自由阻尼层加筋板的稳态简谐响应分析

应用模态叠加法研究了敷设粘弹性自由阻尼层加筋板的稳态简谐响应，以结构幅频特性曲线的方式来研究粘弹性阻尼以结构响应的控制作用，分析了阻尼材料模量、损耗因子和阻尼层与基层厚度比对结构响应的影响，分析中考虑了结构上下不同位置的结点的情况，结果表明，在相同幅度的情况下，增加阻尼层与基层厚度比比增加阻尼材料损耗因子的减振效果好；粘弹性材料能够有效地控制的共振响应。     

考虑随机效应的人行激励反应谱分析

人行荷载受到步频、步长、行人自重、各阶谐分量动载系数和相位等参数随机性影响而具有显著的随机性,这导致其荷载反应谱的随机性.本文给出了考虑到上述随机因素的反应谱,并且引入以均匀试验为基础的反应谱计算方法解决计算工作量的问题.按照均匀试验构造代表性人行荷载时程的随机样本,在各个跨度、阻尼比的梁式结构上进行时程分析,获得反应谱曲线,在此基础上运用响应面和可靠度分析得到了具有指定保证率的峰值加速度谱,并进行了频率、阻尼比和跨度等因素的敏感性分析,给出了最大加速度谱的一般计算式.     

桥梁结构全息模态参数识别方法试验研究

针对传统桥梁结构健康监测中使用的接触式传感器存在数据离散性大、安装程序繁琐、难以反应桥梁结构整体状况等局限性,本文基于全息视觉传感器智能监测系统,识别结构全息几何形态在相应时空域上的振动信号,较为准确的获取结构全息图像数字化位移坐标信息,同时针对提取的振动位移进行频谱分析,获取桥梁结构的模态参数,实现对桥梁状况的基本识别。本文对一座缩尺模型桥进行试验验证,研究结果表明：全息视觉传感器智能监测系统测试结果与位移传感器测试结果吻合度较高,针对竖向荷载响应的功率谱,两种方法实测结果在低频范围内都能够较好地吻合,振型变化趋势基本一致。基于全息视觉传感器智能监测系统的桥梁形态监测真实、连续、敏感,较为准确地反映了结构在各工况下的位移变化和模态响应,后期将会进一步优化全息视觉传感器监测系统识别灵敏度,实现在各种工况激励下的高阶模态参数和结构损伤识别。