土体-框架结构振动台模型实验研究

在进行土体-框架结构的振动台模型实验中,测出了模型体系的加速度、位移和应变反应.首先分析了实验各阶段系统的自振频率及阻尼比的变化情况,然后着重比较了各工况下框架结构的加速度、层间位移和应变反应规律,并与刚性地基实验进行了对比.实验结果表明,相对于仅有水平激振,竖向激振的参与可使结构的反应增加,且位移、应变反应的增量要大于加速度反应的增量;桩体应变要小于框架上的应变;基础上的加速度反应要大于土表反应.土-结构相互作用下的测试结果普遍要大于刚性地基情况下的结果,并且加速度峰值、层间位移峰值沿楼层的变化趋势也不相同,基于刚性地基假定下的计算结果可能偏于不安全,对于结构的抗震设计考虑土-结构相互作用的影响很有必要.     

二通阀往复运动系统稳定分析

本文通过实验证实了用二通阀实现往复运动时,管道——二通阀系统易受一定频率的信号激励而振动,导致整个系统出现不稳定的现象。用反射放大率方法研究了这种系统的稳定性,并导出了稳定性判据,指出系统的激振频率与系统的自然频率相近。适当地设计系统的参数能有效地提高稳定性。     

输流弯管的面内强迫振动分析

针对承受外载荷和内部流体共同作用下两端支承式输流弯管的强迫振动问题,基于修正的不可伸长理论,根据牛顿第二运动定律建立了它的面内强迫振动微分方程,利用拉普拉斯变换法推导得到了相应的格林函数,进而结合叠加原理获得了稳态响应的解析解.主要研究了外部载荷与弯管正切方向的夹角、激振频率以及激振位置对两端支承式输流弯管切向位移稳态响应的影响.发现基于共振原理求解得到的固有频率具有较高的精度;夹角和激振位置的变化引起响应幅值的变化较为复杂;利用本方法可计算响应幅值的局部最大值产生的位置以及该值的大小.研究对设计管路的布局以及后续的可靠性设计均有良好的指导意义和较高的应用价值.     

砂土层中钢管桩高频振动贯入效率模型试验

针对钢管桩高频振动沉桩效率的影响因素研究不够系统的问题,通过砂土层中钢管桩高频振动沉桩室内模型试验,研究了不同激振力和激振频率工况下,钢管桩在不同密实度及饱和度砂土中的沉桩位移,分析了砂土层中钢管桩高频振动沉桩效率的影响因素。研究结果表明:干砂中,相对密实度为30%的沉桩位移大于相对密实度为50%的沉桩位移;当激振频率为40 Hz时,干砂中沉桩位移均达到最小值。湿砂中,饱和度为70%时的沉桩位移大于饱和度为50%时的沉桩位移;当激振频率为50 Hz时,湿砂中沉桩位移均达到最小值。增大电压峰值,钢管桩在干砂和湿砂中的贯入效率有部分提高。     

基于AMESim的转阀式液压激振器 工艺参数匹配

设计了一种新型转阀,继而得到一种转阀式液压激振器,并以转阀式液压激振器工作原理为基础,建立AMESim仿真模型.针对激振器工艺参数(频率、油压、油量、参振质量)匹配复杂的问题,基于Design-Expert建立了以工艺参数为因子、峰值位移为响应值的模拟实验方案,进一步利用中心组合试验设计(Central Composite Design,CCD)结合响应面的优化设计方法对模拟实验结果进行分析,通过模块寻优获得最佳峰值位移为3.2 mm时的最佳工艺参数匹配组合:频率为18 Hz、油压为9.5 MPa、油液流量为45 L/min、参振质量为890 kg,可为矿物筛分工艺参数的选择提供参考.     

基于AMESim的振动沉桩系统的动力学仿真分析

通过AMESim软件建立了桩-土系统的动力学数值仿真模型,研究了振动沉桩过程中激振力频率和土质条件对桩-土系统的振动摩擦特性的影响.对比不同参数下沉桩位移、桩端阻力和桩侧摩擦力的变化曲线,得出激振力频率以及土质条件对沉桩效果的影响规律:激振频率越高,沉桩振幅越小;土的黏聚力越大,沉桩阻力初始值越大;土容重越大,沉桩阻力变化速率越快.从而获得摩擦力较小的激振频率区间,以提高土木建筑施工中桩-土系统的工作效率.     

液压挖掘机振动掘削土体参数在线辨识

提出通过控制铲斗液化缸往复运动的位移及换向频率对铲斗实施激振的方法。依据振动掘削的动力学特征和振动机理，建立铲斗-土壤的单自由度模型。以共振理论为依据，为实现自适应振动掘削，提出一种在线测量土壤固有频率的方法。研究结果表明：通过控制铲斗来实现激振的方法是可行的；通过振动铲斗激振力及检测铲斗工作状态下的加速度或位移，利用合适算法能够较好地辨识出被掘削土体参数。     

电液伺服振动台的流量非线性补偿控制

针对电液伺服振动台由于流量非线性导致的加速度振动信号波形失真现象,提出一种基于流量非线性逆模型的补偿控制策略.通过节流方程,建立滑阀两腔的非线性流量方程,结合液压系统连续性方程和受力平衡方程,获得电液伺服振动台的非线性模型,同时根据稳态点附近的泰勒方程,给出液压非线性系统的线性化控制模型;在考虑系统最大动出力的基础上,引入与负载压力相关的流量非线性补偿函数,使得补偿后的伺服阀流量与阀芯位移成线性关系.仿真与实验结果表明,该流量非线性补偿控制方法能有效降低加速度振动信号的波形失真现象,提高振动信号的跟踪精度.     

调制式振动对大斜度井减摩阻影响规律

基于钻柱振动与井壁摩阻间的耦合作用研究,依据弹性杆理论,建立大斜度井激发钻柱产生轴向振动减小摩阻的数学模型,分析激振力强度、激振频率、摩阻系数和钻井液黏滞系数对钻柱振动减阻效果的影响。采用正交数值试验对各因素的影响程度进行分析。结果表明:提高激振力强度、频率或降低摩阻系数和钻井液黏滞系数均可提高振动减阻效果,其中激振频率存在最优值;各因素对钻柱振动减阻效果的影响由大到小依次为激振器强度、摩阻系数、激振器频率和钻井液黏滞系数。     

旋转激励环境下摩擦力测试实验装置设计与实验

为了研究平面接触条件下摩擦力在旋转激励环境下的变化,设计了旋转激励环境下摩擦力测试实验装置,并进行了旋转激励载荷对钢-钢平面接触摩擦力的影响实验.该实验装置能够对激振力和激振频率进行精确调节,实现分别研究激振力和激振频率对平面接触摩擦力的影响.对钢-钢平面接触摩擦力的实验表明,相同激振频率下,随着激振力的增大,钢-钢平面接触摩擦力不断减小,且二者成近似线性变化趋势,当激振力达到39.9 N时,钢-钢平面接触摩擦力平均减小88.2%.相同激振力幅值下,随着激振频率的增大,摩擦力整体亦呈现减小的趋势,激振力越大,摩擦力减小越快,激振力幅值对钢-钢平面接触摩擦力影响较大,激振频率次之.     

基于灰色关联度理论的钢管支护桩沉桩位移

依托深基坑钢管支护桩振动沉桩工程实例,基于三维动力有限元方法,采用数值模拟、正交分析及灰色关联度理论,对影响湖相沉积土层中深基坑钢管支护桩高频振动沉桩位移量的因素进行了敏感性分析,并对钢管支护桩高频振动沉桩的工艺参数进行了优化。研究表明:湖相沉积土层中深基坑钢管支护桩高频振动沉桩过程与土层参数、振动激振力、振动频率和钢管桩桩径等因素关系密切;与钢管支护桩高频振动沉桩位移量关联度的大小依次为振动激振力、振动频率、钢管桩桩径和土体动弹性模量,关联度分别为0.79、0.76、0.74和0.60;湖相沉积土层中深基坑钢管支护桩高频振动沉桩的最佳工艺参数为桩径0.83m、振动激振力1 875kN、振动频率20Hz。     

动密封转子动力特性谐波激励实验测试方法

针对动密封性能实验研究需求，设计搭建了基于谐波激励机械阻抗法的动密封转子动力特性实验台。实验台包括供气系统、驱动系统、润滑系统、激振系统以及测量系统5个部分。实验测试原理：利用电磁激振器对密封静子件分别施加x和y两个正交方向的单频/多频谐波激励，同步测量密封静子件涡动位移、涡动加速度以及所受的激振力等动态信号，通过无压缩气体的基准实验解耦实验台机械阻抗和动密封气流阻抗，求解力-位移线性方程，获得频率相关的动密封转子动力特性系数。该实验台能够开展不同运行工况(压比、转速、预旋比和偏心率)、不同密封结构(迷宫、蜂窝/孔型、袋型密封等非接触式动密封)和不同密封间隙下的频率相关转子动力特性系数实验测量。利用搭建的实验台对典型迷宫密封开展了泄漏与转子动力特性测量，验证了实验台的可靠性与准确性。     

铲斗振动掘削岩土分析与岩土固有频率的估测方法

利用铲斗液压缸的工作压力模拟液压挖掘机铲斗挖掘工作时的阻力情况;对振动掘削与普通掘削的掘削效果进行对比实验研究;以共振理论为出发点,结合实验结果分析岩土共振对振动掘削过程的影响;应用共振理论,通过激振频率对比实验,采集多个频率下铲斗的最大挖掘阻力,利用最小二乘法确定岩土颗粒的固有频率。研究结果表明,振动掘削相对于普通掘削在减小挖掘阻力方面效果显著;当铲斗激振频率与岩土颗粒固有频率接近时,铲斗挖掘阻力最小。     

基于浮框式测力模型的桥梁涡激力特性研究

基于开发的内置浮框式三节段测力模型装置,通过弹性悬挂测振风洞试验测试了某大跨度斜拉桥初步设计主梁断面的涡振响应及对应的涡激力.分析了发生竖向涡激共振的0°与+3°两种风攻角下的数据,验证了内置浮框式三节段测力模型在桥梁断面气动力测试中的可靠性,对比研究了不同风攻角下涡激力与涡激振动响应的测试结果,探讨了锁定区间范围内涡振频率、力与位移之间相位差及涡激力做功的变化情况.结果表明,内置浮框式三节段测力模型可以在风致振动过程中同步测试气动力;所测试得到的涡激力频率在风速锁定区间内与位移响应频率完全一致,同时,模型的竖弯涡激力与涡激振动位移响应之间存在的相位差随风速增大而增大,而涡激力做功有一个先增大后减小的变化过程.     

钻柱隔振理论及钻井效率分析

应用有限元法建立了钻柱隔振的力学模型，对钻柱进行了纵向振动的动力响应分析和固有频率计算，比较了常规钻柱和隔振钻柱钻头处的位移、井口处的位移以及钻压的变化．钻柱隔振后，其固有频率远高于常规钻井时的激振频率，因此隔振后的钻柱可以避免发生共振现象，提高钻井效率．钻柱隔振理论可以为隔振器的设计和应用提供可靠的理论基础．     

钴结壳开采装置及方法

海底钴结壳的开采,需要一种能适应海底特殊条件、针对钴结壳特殊性能的开采方法.作者根据现有钴结壳开采方法,提出了激振破碎开采法,并研究了相关机电技术:通过调节激振频率及振幅以适应厚度差距较大的钴结壳分布状况;激振作业不需反力以适应高低不平、悬崖遍布的海底地形;通过比例电液减压阀来改变液控变量马达的排量以改变激振频率;通过结合比例电液减压阀、密封氮气压力位移转换器和机液伺服阀以实现对独立回转的2个偏心体进行等偏心距控制,以消除侧向振动.研究结果表明:该开采方法装备能使破碎设备在海底斜坡上作业,即使悬吊于悬崖堑沟之中也能正常作业;设备能根据钴结壳自身特点进行参数最优调节,实现高效共振剥落.     

结构主动控制中振动台液压动力机构的建模与分析

结构主动控制实验系统中振动台空载和满载时的液压动力机构具有不同的特性.为了能有效设计空载和满载振动台的控制器,准确复现振动台的输入波形,基于主动质量阻尼主动控制系统,研究了空载和满载振动台的激振系统建模,采用有限元方法验证了分析结果.结果表明,系统建模是正确的,为下一步振动台控制器的设计提供了设计依据.     

金属材料振动拉伸的实验

研究了低碳钢在激振频率0～100Hz范围内进行振动拉伸的应力应变行为·采用不同的激振力幅和激振频率进行实验,记录金属材料产生的变形与所受载荷等数据·结果表明激振频率增大,材料的屈服极限σs和强度极限σb会明显减小·改变激振频率,σs和σb也随之改变·在激振频率1Hz时,测得了材料瞬态应力应变曲线,表现出明显的滞回特性·以上研究对探讨振动加工机理及其工程应用具有重要意义·     

变频励磁激振激发源的分析研究

本文就汽轮发电机组轴系固有扭频与振型实测用变频励磁激振激发源－三相全控整流桥触发角ａ按正弦规律变化时，整流电压对应交变分量中基波频率与幅值的确定及其同激振频率之关系进行了分析与研究。所得结论可为变频励磁激振的实际应用提供依据。     

刚架桥动力特性测试分析与研究

桥梁结构的动力特性能够很好地表现桥梁的健康状况和损伤状态,分别通过环境随机激振技术和定点跳车激振方法对一座刚架桥的动力特性进行了测试,给出了利用随机振动理论和响应传递函数识别结构的频率、振型和阻尼比的方法,并对两种测试方法进行了比较.通过ANSYS建立空间有限元模型,对桥梁结构的无载和有载动力特性进行了仿真分析.实测与理论分析表明:按本方案测试获得的试验结果较为理想,环境激励测试能获得更多阶的振型和自振频率;而跳车激振方法只能很好地激发结构的基本弯曲振动模态.通过试验研究结果验证了有限元动力分析模型的正确性,可为同类桥梁的测试和分析提供参考.