高精密航天器多余物检测算法研究

高精密航天器中内部活动多余物的存在是降低航天器可靠性的重要因素。针对现有多余物检测算法在较强环境噪声下难以有效检测出多余物信号脉冲并排除可动组件干扰的问题,提出了一种基于谱减法去噪、两级脉冲提取和脉冲发生序列周期性分析的高精密航天器多余物检测算法。利用谱减法实现对环境噪声的有效抑制;采用两级脉冲提取法对多余物信号与可动组件信号进行脉冲提取;通过对脉冲发生序列进行周期性分析,以周期信号相似度作为区分多余物信号和可动组件信号的判别依据,从而实现对多余物有无的检测。试验验证表明,该算法能有效检测航天器内多余物与可动组件的存在情况,识别准确率可达96%。     

适用于中小跨径桥梁频率识别的移动检测车辆参数研究

为了实现对大规模中小跨径桥梁群体的快速检测,提出了一种参数可调的移动检测车辆,并通过理论推导、试验验证和参数分析对车辆参数的合理取值进行研究. 首先,通过车-桥耦合振动理论推导出“拖车-双挂车”过桥振动响应的解析解;其次,利用有限元模型和车桥耦合计算程序的数值计算结果,以及一座简支梁桥的现场试验结果对理论解析解进行验证;最后,基于推导的理论解析解进行参数研究,分析了检测车辆的动力参数、车速以及桥梁参数对间接法识别精度的影响. 结果表明：当车桥频率比在0.8~0.9（或1.1~1.2）之间变化时,桥梁频率识别效果较好;在利用间接法进行桥梁频率识别时,建议移动检测车辆的车速不宜取太大;根据桥梁的截面面积、截面形状和跨度对检测车辆参数进行合理的选取,可提高桥梁频率识别的准确性. 研究结果可为基于车辆响应的桥梁频率间接识别提供参考.     

电容-电阻双模式材质识别传感器设计与实验

提出一种由同面双电极接近感知单元和炭黑填充硅橡胶力敏传感单元构成的电容-电阻双模式材质识别传感器.研究电极尺寸、屏蔽距离对电容模式材质识别性能的影响,通过COMSOL Multiphysics仿真软件优化电容模式材质识别传感单元结构设计;探究炭黑含量、制备工艺及力敏材料尺寸等对电阻模式材质识别性能的影响机制.构建材质识别电容、电阻信息采集与实验平台,将待识别目标物属性信息与电容-电阻双模式材质识别数据库进行匹配以完成复合式材质识别.实验结果表明:提出的双模式材质识别传感器具有结构紧凑、检测范围广、操作便捷等优点,同时克服了单模式材质识别单元检测性低、检测目标物受限等弊端.     

大粒径碎石沥青混合料振动压实方法

为了研究大粒径碎石沥青混合料的振动成型方法,采用自行研制的振动成型压实机,对大粒径碎石沥青混合料进行了不同配置条件下的振动压实试验;分析了各配置条件下大粒径碎石沥青混合料的密度、强度与各振动参数的关系,得出了最佳振动压实的参数组合,并在该配置条件下,进行了振动压实与马歇尔击实压实的对比试验.结果表明,振动压实法更为合理,既不易击碎石料,又能获得与马歇尔击实法相近的抗压强度和劈裂强度.     

风电叶片双惯性激振疲劳加载耦合振动特性

针对风电叶片电驱动双惯性激振疲劳加载时出现耦合问题,通过对加载系统进行合理简化,基于拉格朗日方法建立疲劳加载过程中的动力学数学模型,并由此构建系统的机电耦合方程.利用小参数周期平均法对耦合过程近似解析,并推导了系统振动同步稳定的条件,得出系统运行过程中电动机负载转矩的影响因素,揭示系统出现耦合现象的机理,对系统频率特性进行数值仿真,得到不同加载频率下叶片振动特性.通过实际叶片疲劳试验验证数学模型、理论推导及仿真结果的正确性,为风电叶片疲劳加载系统同步控制策略制定提供理论依据及工程应用参考.     

不同约束条件下的变速器箱体振动模态试验分析

试验因素对于振动模态试验有着很大的影响,文章以汽车变速器箱体为试验载体,在不同的约束条件下做振动模态试验,得到不同约束条件下的模态参数,深入分析了不同约束条件对于试验结果的影响;通过对比,分析了约束条件对于试验结果影响的原因,并对有效减少由于不用的约束条件引起的误差提出了不同的解决方法,为其他振动模态试验起到借鉴作用.     

采用不同方法识别结构模态参数的比较

结构振动信号中混杂的噪声会影响模态参数的识别精度,并会引起虚假模态。通过一五自由度结构系统的数值仿真研究表明:直接识别法的精度低且应用范围有限,应用频域平均法可提高模态参数的识别精度,并且有利于识别出被噪声淹没的模态;修正的LSCE小波阈值滤波法有明显的去噪效果,其提高模态参数识别精度可达到或超过3次平均的效果且识别速度快。通过比较3种方法的结构模态识别结果,得到了修正的LSCE小波阈值滤波法节约试验成本,提高了识别速度和精度,具有明显的可适用性和推广性。     

基于响应面法和正交试验的涡轮流量计优化设计

为降低流体黏度对涡轮流量计测量精度的影响,将涡轮流量计仪表系数线性度误差最小值作为目标函数,在运用计算流体力学（CFD）仿真的基础上,先通过Plackett-Burman设计筛选结构参数,并根据几何结构对目标函数的影响将其划分为两个等级,即显著影响因素和次显著影响因素;再通过Box-Behnken设计及响应面法对显著影响因素进行优化设计,分析结构参数间的交互作用,得到参数的最优设计点;最后在响应面分析基础上通过正交试验对次显著影响因素进行优化设计,得到最优参数组合。对最优参数组合的涡轮流量计进行试验研究,试验结果与CFD计算值吻合,仪表系数线性度误差由1.71%下降至1.59%,表明优化后的涡轮流量计测量精度得到了显著提高,基于响应面法和正交试验的优化方法可以用于涡轮流量计的结构设计。     

卫星振动频率漂移现象与非线性参数识别

针对卫星振动实验中的频率漂移现象进行了分析.通过实验数据对比、等效线性化模拟和单自由度非线性模拟计算,对随振动实验载荷烈度增加而导致的频率降低、模态阻尼增大的现象作了定性解释,并对铝蜂窝板的非线性特性进行了振动实验及分析.根据谐波平衡法原理,对各级等效线性系统进行模态参数识别,进一步基于Duffing假设,对非线性刚度、阻尼系数进行了识别,并基于多自由度非线性系统理论进行了仿真检验.证明了实验现象与理论仿真的一致性.     

沥青摊铺机压实机构动力学仿真及试验研究

为了研究振捣机构运动以及振动器安装位置对熨平板振动特性的影响,建立了沥青混凝土摊铺机双振捣梁-单振动熨平板系统的多自由度动力学模型,通过Wilson-θ方法求解运动微分方程并进行仿真,分析了熨平板的振动参数随振捣、振动频率及振动器安装位置变化的规律;对摊铺机样机进行了试验研究,论证了理论分析的结果.结果表明:将熨平板作...     

某舰载电子设备振动试验夹具设计及分析

夹具是环境试验中必不可少的一个构件,设备需要通过夹具与振动台体进行转接,同时夹具又需将振动台的激励力不失真地传递给设备,从而完成振动试验.目前由于试验人员对试验夹具重视不够而导致振动试验中出现过试验或欠试验.以一种舰载电子设备为对象,设计该类设备的通用型夹具,并通过计算机对其三维模型进行有限元仿真,给出夹具结构的前4阶频率,并在实验室对夹具实物进行了共振测试,结果表明,该夹具可以满足该类舰载电子设备振动条件使用.     

级配碎石结构材料类型与压实方法

目前,级配碎石的室内试验均采用击实法成型,此成型法不符合振动对无粘结粒料振动压实有效的原则.在自行研制的振动成型设备上,对3种结构类型的级配碎石进行振动压实试验,考察了频率、离心力、振幅对压实效果的影响.结果表明:当频率、离心力保持不变时,存在最佳振幅;振幅对压实的影响存在阈值.总结出各类型级配碎石的最佳振动参数,并根据压实特性及工程实践给出了室内振动压实试验的统一参数.     

细纱机振动试验模态分析

某细纱机在工作转速范围内发生了较大的振动,为此用试验模态分析的方法对细纱机框架进行了振动研究。试验采用的是ＴＤ８００机械状态监测软件系统,并应用了裾部影响消除法进行模态参数识别,得到了细纱机的墙板、梁及整个框架的固有频率和振型。结合试验模态分析的结果与整机的振动实验,最终找出了细纱机振动的结构原因,对如何改善细纱机的动力学特性提出了合理的建议。试验结果对细纱机的结构设计具有实际意义。     

基于IMF灵敏度分析的柴油机振动源影响规律

为了确定柴油机供油参数对振动源的影响,提出了振动信号IMF分量灵敏度分析方法.结合试验手段与信号处理技术,在IMF分量灵敏度理论分析的基础上建立了IMF分量灵敏度分析流程及计算模型,并采用该模型对模拟仿真信号与缸盖振动信号进行了计算分析.分析结果表明,模拟仿真信号验证了IMF分量灵敏度计算分析的有效性,同时,IMF分量的灵敏度分析能够有效识别与供油压力密切相关的振动源,从而实现了供油压力的合理选择,为柴油机振动控制提供了参考依据.     

硬岩掘进机液压弯管振动功率流研究

针对硬岩掘进机(TBM)强振动环境下的液压弯管传递效率降低和损坏的问题,提出了以振动功率流的方法来研究管道的振动特性.首先,根据应力与功率的关系,建立了弯管振动功率流计算模型.然后,通过仿真分析探究了不同基础振动参数和弯管结构参数对弯管的应力影响规律,并给出了弯管的总功率和振动功率流的计算方法.最后,采用正交试验分析了弯管结构参数的影响主次顺序,优化了管道的结构参数并使管道振动功率流降低了30.52%,同时提出了基础振动下弯管的设计流程.结果表明,本文所提出的分析方法能为基础振动下弯管的设计和选型提供理论依据.     

人工振动降粘试验研究

人工振动采油技术是一种新的油藏增产处理措施。在试验室条件下,通过正交试验研究了人工振动对原油粘度的影响,分析了影响人工振动降粘的各种因素,并对人工振动降粘的参数进行了优化。结果表明,人工振动可以降低原油粘度,降粘效果与振动参数有关,振动幅度越大,降粘效果越好。在辽河油田进行了人工振动采油现场试验,取得了明显的经济效益,累积增产原油6.5万t。     

人工振动降粘试验研究

人工振动采油技术是一种新的油藏增产处理措施。在试验室条件下 ,通过正交试验研究了人工振动对原油粘度的影响 ,分析了影响人工振动降粘的各种因素 ,并对人工振动降粘的参数进行了优化。结果表明 ,人工振动可以降低原油粘度 ,降粘效果与振动参数有关。振动幅度越大 ,降粘效果越好。在辽河油田进行了人工振动采油现场试验 ,取得了明显的经济效益 ,累积增产原油 6.5万t。     

一种基于振动舒适性的山地自行车后悬架参数设计方法

采用实验方法,比较了在不同频率简谐激励下后悬架配有不同类型减振器时全减振山地自行车车架的振动特性,发现在一定频率范围内弹簧减振器具有良好的减振效果.通过对具有弹簧减振器后悬架山地车的车架振动实验验证了该车架动态仿真模型的正确性,在此基础上建立了整车动态仿真模型.借鉴国际标准ISO2631-1中人体承受全身振动的评价方法,给出了自行车骑行过程中振动舒适性的评价指标.采用均匀设计试验法进行了整车动态仿真实验,并通过逐步回归分析找到了减振器刚度和结构尺寸等后悬架设计参数与评价指标之间的映射关系,同时利用规划求解方法对设计参数进行了优化.研究过程为山地自行车后悬架的设计提供了一种有效方法.     

高温作用下飞行器舱体的动力学特性分析

基于虚拟激励法和分块迭代耦合方法提出一种高温作用下飞行器舱体的振动特性数值分析方法,研究不同温度条件对飞行器舱体振动特性的影响.采用包含防热层、隔热层以及金属框架的多层复合结构建立符合真实情况的飞行器舱体有限元数值模型.结构振动特性分析时考虑了非平稳激励输入条件以及瞬态温度变化情况.计算过程中利用虚拟激励法进行了动力学计算的简化,大大提高了计算效率.计算结果表明,不论在低频区还是高频区,温度的变化都显著影响飞行器舱体结构的振动特性.本文的计算方法可广泛应用于飞行器结构在飞行过程中受到高温和随机振动联合作用时的动力学特性分析.     

基于Morlet小波变换的振动特性参数识别

传统的振动系统特性参数识别方法对于非线性、非平稳信号的处理能力差,尤其对于阻尼比的识别精度较低.将Morlet小波变换和随机减量技术相结合识别振动系统的特性参数,首先利用随机减量技术提取振动的自由衰减响应信号,进而由Morlet小波变换对信号进行连续的小波变换处理得到小波能量谱,结合参数识别的基本理论及对时间-幅值坐标面曲线的半对数拟合结果得到振动系统的频率及阻尼比,数值仿真结果表明,提出的方法能有效识别系统的固有频率和阻尼比.将该方法应用于罐车模型流固耦合冲击试验研究,较好地识别出充液工况下振动系统的固有频率和阻尼比.