基于电反馈自激振动的圆柱壳固有频率测量方法

振动按激励类型分为自由振动、强迫振动、自激振动和参数振动。目前固有频率测量的两种方法:敲击法和扫频法分别基于自由振动和强迫振动的原理。提出基于自激振动的原理测量圆柱壳的固有频率与模态的方法。此处的自激振动是基于电信号反馈激励,从而导致圆柱壳的自激振动;而非普遍被研究的摩擦导致的自激振动或线的风激振。将其命名为电反馈自激振动法,通过该方法对一个圆柱不锈钢钢管的模态与响应幅度-激励频率曲线的测量。与敲击法、扫频法和ANSYS仿真分析的结果进行对比,证明了该方法测量固有频率及模态的可行性;并得到自激振动时的振型分布及稳定激振的频率与传感器的位置有关的结论。该方法相比敲击法和扫频法具有测量设备简单、测量快速的优点。     

航空发动机某型号压气机叶片固有频率的研究

利用有限元法对航空发动机某型号压气机叶片的前二十阶固有频率进行了计算，并通过实验测出了叶片的前四阶固有频率，计算值和实测值基本吻合，为进一步分析叶片的振动响应和确定该型叶片的工作范围提供了依据。     

关于随机减量技术应用中拍-衰减曲线的探讨

如果振动系统固有频率ω_n附近不存在另一个固有频率的话,应用随机减量技术将得到一条典型的阻尼自由振动衰减曲线,借助对数减缩(LDM)法可求出固有频率和阻尼比。如果振动系统某两阶固有频率ω_n和ω_n＇紧密靠近的话,应用随机减量技术得到一条类似于“拍”但逐渐衰减的曲线,可称为拍-衰减曲线。本文讨论对拍-衰减曲线的一种处理方法,应用介绍的方法仍可计算出系统的频率ω_b和阻尼比ζ_b。     

水平轴风力发电机塔架的振动模态分析

根据多自由度模态分析理论,对水平轴风力发电机塔架的振动模态进行数学建模和仿真.运用次空间迭代法对模型进行数值计算,分析塔架在自由振动时的力学特性,获取塔架的固有频率和振型.结果表明,塔架的一阶固有频率高于叶片通过频率,属于刚性塔,不会因风轮激励而产生共振;依据振动理论,塔架振动过程的能量主要集中于一、二阶频率处,而一、二阶振型均为摆振,因此摆振是塔架的主要振动方式,是引起塔架疲劳破坏的主要原因.     

基于振动速度与噪音的横梁动态特性优化

针对某型小五轴高精密数控机床加工精度不高的问题,对其横梁的动态性能进行研究.采用锤击模态测试实验与有限元模拟计算相结合的方法,对横梁的固有频率进行研究;测量主轴不同转速下的振动速度和振动噪音,通过赋权处理,建立振动评价指标方程,得到优化目标;对所研究横梁进行形状优化.试验与仿真所得固有频率最大误差为5.76%;基于主轴振动情况确定83~117 Hz的频率范围,作为横梁设计时需要避开的低阶固有频率范围.经过形状优化后,横梁的一阶固有频率为139 Hz,相较于原横梁增加了约20.870%,横梁的动态性能得到改善.     

经编间隔织物结构参数对振动性能的影响

采用敲击法和模拟地面随机振动法对坐垫用经编间隔织物实施振动力学性能测量,分析其阻尼比、固有频率和刚度等振动特征值,并讨论该3个振动特征值与经编间隔织物结构参数之间的关系.通过敲击法和模拟地面随机振动法对试样施加激励,由两个加速度计对输入和输出的加速度信号进行测量,获得加速度-时间曲线,计算试样的阻尼比、固有频率和刚度.对试样振动传递性能的分析,可用于指导和改进经编间隔织物的结构设计,满足人们对坐垫舒适性的要求.     

高速铁路过渡段路基自振频率的模态分析与试验

通过建立有限元模型,对武广(武汉—广州)高速铁路过渡段路基进行模态分析,获得路基的竖向自振频率.同时,在路基中埋设传感器,获取环境激励路基振动时程曲线及列车过后的衰减自由振动波形,分别采用傅里叶变换原理及最大熵谱法对其进行自振频率分析.研究结果表明:模态分析与现场实测所获得的路基自振频率基本相近,可以采用模态分析来获得路基的自振频率;采用最大熵谱法对现场实测的路基衰减自由振动波形进行频谱分析更易于分析路基的固有频率,并且可以得到较准确的测试结果.     

圆孔对等厚薄圆板固有频率影响的研究

首先由MARC软件对无孔与有孔的两个等厚薄圆板试件进行了模态分析，得出了前四阶固有频率的大致范围，根据该值确定实验中截止频率的取值；用敲击法测量了两试件的固有频率，并根据实验结果确定了有限元分析的单元类型与网格布局；最后采用该单元类型与网格布局对等厚薄圆板进行了系列计算，得出了圆孔大小、位置对薄圆板固有频率的影响规律，为挖孔减重提供科学的理论依据。     

不同参数下封闭矩形声腔的结构-声耦合特性分析

基于模态耦合分析法建立了板-声腔耦合系统的自由振动模型,分析了声腔深度对耦合系统共振频率、模态衰减时间的影响,并详细研究了声腔深度变化时,板模态和声腔模态耦合过程中的能量传递、系统共振频率和模态衰减时间的改变.分析表明,声腔深度改变时,影响声腔模态与板模态传递因子大小的因素有声腔深度和对应的耦合前共振频率差.在声腔模态与板模态出现强耦合的声腔深度附近,对应腔控模态和板控模态的共振频率出现跃变现象,而在耦合最强的声腔深度处耦合系统模态衰减时间趋于相等,声腔声场和板振动之间的能量传递最大.     

纵轴式掘进机截割系统模态仿真及试验

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。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。     

压力波传递速度的测量方法

为准确地确定水管路系统管道内的压力波传递速度，在研究谐振频率测量法和时差域测量法的基础上，对水管路系统中的压力波传递速度进行实验测量。实验结果证明，测得的管路系统的压力波传递速度总是略小于自由场中的声速，且两种方法的测量结果相近、测量精度较高。     

气体钻井钻柱内声波信号传输规律分析

针对气体钻井随钻测量问题,参照医用听诊器的工作原理,提出在气体钻井中利用钻柱内声波进行井下信息传输的方法;通过建立钻柱内声波传播的数学模型并求解,得出钻柱内声波信号传输的衰减规律;利用声波导理论对钻柱的声波导特性进行分析,计算钻柱内声波的截止频率。通过管道声波传输实验,将采集声波信号与计算结果进行比对,验证了理论分析的准确性。结果表明,气体钻井钻柱内声波信号传输过程中的衰减程度随频率的升高而逐渐加剧;钻柱的内径尺寸决定了内部各阶声波的截止频率,内径越大,声波的截止频率越低;声波信号传输载波频率的选择时,应兼顾钻柱内声波信号的衰减规律和不同尺寸钻具的声波导特性,尽量选择钻柱截止频率内较低的频段,减少因高次波激发造成的衰减,延长声波信号的传输距离。     

一种储罐液位声学测量新方法

提出一种储罐液位测量的新方法,利用储罐内液体加注时所激发声音的频率变化进行罐体内液位的测量.首先基于空气共振腔的共振频率理论建立了罐体液位与共振频率间的关系,并利用实验获取的声信号数据验证了理论的正确性,在此基础上设计一个基于嵌入式处理器的液位测量系统.     

双层墙对不同频率声音的隔声性能分析

利用整体振动模型,从理论上推导了双层墙的隔声量表达式,分析了在不同频率下的隔声效果,并且提出了与隔声相关的共振频率、吻合临界频率参量.分析发现,只有入射声波频率大于双层墙共振频率情况下才具有隔声的优越性,这为隔音双层墙的设计提供了理论基础.     

超声波传感器谐振规律的实验研究

由于晶体超声波谐振子泛音的存在，谐振频率点并不唯一。而超声波测量系统频率的选择至关重要。为确定用于流量测量的超声波传感器的谐振频率，设计了实验测试方案，即用函数信号发生器给发射传感器输入幅度相同、频率不同的方波激励信号，用示波器观测接收传感器输出信号，记录接收探头随频率递增时，幅度较大极值点所对应的频率。然后，以数据拟合的方法寻求晶体超声波谐振子各谐振频率点分布的规律。实验结果表明：根据这些幅度较大极值点寻求的谐振频率点分布的拟合线，基本符合一般极值点对应频率的分布规律，反过来证明了研究所得的该种传感器谐振频率点分布规律的正确性，这为流量测量中超声波频率设定提供依据。     

断裂混凝土桩的共振频率

关于混凝土桩有无断裂及断裂位置的检测对保证建筑工程质量具有重要意义。本义依据声传输线理论对只有一处断裂的混凝土桩共振频率的规律进行了分析。分析表明,可以通过对其共振频谱的测量而判定桩的断裂情况。     

动静干涉下压气机叶轮气动激励与振动分析

为研究离心压气机叶轮的气动激励特征及激励作用下的振动特征,建立了单向瞬态流固耦合模型进行计算分析.利用模态分析确定了叶轮的共振工况,在此工况下进行单向瞬态流固耦合计算.讨论了叶轮与进气弯管和出口蜗壳发生动静干涉时,其表面非定常气动激励的时域与频域特征,并进一步讨论了叶轮在此气动激励下振动时的时域与频域特征.结果表明,叶轮共振时的主要振动分量是基频与共振频率处的振动分量,共振频率处较小的气动激励引发了较大的振动幅值;长叶片吸力面前缘等位置处动应力及离心应力较大,是疲劳失效危险点,叶轮易从此处萌生疲劳裂纹并发生疲劳断裂.      

薄壁构件的阻尼振动衰减因子的测量

阐述了一种以薄壁构件附近的声场测量代替构件辐射面振动测量的方法，提出用脉冲激发力代替平稳激发力，借助近代信息处理技术，分离出各种模式的阻尼振动，可测定各个模式的简正振动频率及相应的振动衰减因子。     

谐振式传感器的脉冲式双参数检测方法

采用方波脉冲作为激励信号,对谐振式传感器的谐振器进行激励。通过对含有谐振频率和阻尼信息的自由衰减振动信号的采集及处理,同时得到了谐振器的谐振频率及谐振阻尼参数。以电涡流位移传感器为例,实际搭建了这种基于脉冲激励的双参数检测实验装置。实验结果表明,该方法可同时获取位移检测过程中的谐振频率及谐振阻尼参数。这种脉冲检测方式不仅可用于新型电涡流传感器的研制,而且可进一步推广到其他类型的谐振式传感器中。     

尾缘锯齿齿角变化对空调外机轴流风叶声场影响的试验研究

为探索尾缘锯齿齿角变化对空调外机轴流风叶声场的影响,根据《声学声压法测定噪声源声功率和生能量级反射面上方近似自由场的工程法》(GB/T 3767—2016)规定的声压级测量方法,在额定转速下采用传声器阵列对不同角度的尾缘齿角风叶进行时间平均声压级测量,利用波束形成技术探究风叶噪声源分布规律。试验结果表明：随着尾缘齿角的增加时间平均声压级均值非线性减小,尾缘齿角为90°的风叶比尾缘齿角为0°的风叶时间平均声压级均值降低了3.2～5.8 dB;随着声辐射频段的增加声源位置向叶尖方向移动且声源的声压级逐渐降低,同时锯齿齿角越大,声源位置随频率增加移动速度越快,移动距离越大。低频段声源位置随齿角变化较小,高频段声源位置随齿角变化较大。为低速小展弦比轴流风叶的降噪工作提供试验参考。