多频激励下气动隔振系统非线性特性分析

运用非线性动力学的方法研究气动隔振系统在多个频率激励下的非线性动力学特性.通过试验的方法得到空气弹簧在一定初始压力下的相对载荷曲线,以空气弹簧工作高度为自变量,用三次多项式对该曲线进行非线性拟合,得到弹簧非线性恢复力与工作高度的三次多项式表达式.建立气动隔振系统在3个激励频率下的非线性模型,根据弹簧的非线性恢复力,得到系统的非线性动力学方程.运用多尺度法对该非线性动力学方程进行求解,分析3个频率共同作用下的组合共振,讨论各非线性参数对系统的影响.研究结果表明:当组合频率接近系统线性化固有频率时,系统具有很强的组合共振;三次非线性系数直接影响系统的非线性特性;激励幅值越大,非线性现象越明显.     

基础位移作用下悬挂弹簧的非线性固有振动

研究基础位移作用下悬挂弹簧的非线性固有振动问题. 建立了基础位移作用下悬挂弹簧减振系统的非线性固有振动方程,采用L-P法推导出了悬挂弹簧非线性固有振动的近似解. 通过算例分析可知:随着基础位移激励频率的增大,悬挂弹簧减振系统时程曲线的振幅、振动周期降低,而基础位移激励振幅、悬挂弹簧减振系统的倾斜角增大,悬挂弹簧减振系统时程曲线的振幅也增大. 所以,悬挂弹簧几何非线性振动系统的减振效果优于弹簧垂安线性减振系统的减振效果.     

基于有限元法的钢弹簧浮置板轨道减振性能分析及优化

在不影响减振效果的前提下减少浮置板钢弹簧的使用量,以降低浮置板轨道建设成本,根据实际工程施工图纸,构建钢弹簧浮置板轨道的有限元模型,对钢弹簧浮置板轨道在不同弹簧刚度、布置方式及载荷下浮置板轨道的模态频率和竖向位移进行了分析;同时以南方某市实际运行地铁轨道为优化目标,优化钢弹簧的使用数量、布置及钢弹簧参数,并通过数值仿真进行验证。结果表明:选择弹簧刚度8.5 kN/mm可将25 m浮置板轨道钢弹簧使用量降低至32个,固有频率小于10 Hz,可以获得较好的减振效果。     

有限元技术的C型弹簧管固有频率分析

以C型弹簧管为研究对象,建立了有限元分析模型,并利用ANSYS灵敏度分析技术对影响弹簧管固有频率的主要结构参数进行了研究,得出了弹簧管固有频率和其主要结构参数之间的关系,研究表明：弹簧管的一阶固有频率对自由端有效位移影响最大,增大弹簧管的短半轴和壁厚的尺寸能提高一阶固有频率,增大弹簧管的圆直径和曲率半径能降低一阶固有频率.该研究结果可为弹簧管的减振设计和进一步的动力学分析提供了理论依据.     

压力阀的独立阻尼减振调压技术研究

液压溢流阀等定值压力阀主要靠弹簧进行压力调节。以锥阀芯溢流阀为例,阀芯开启时不易稳定,需要对锥角、弹簧刚度和进口容积腔等参数进行良好的匹配。并且,稳定性容易受系统工况特性的影响。针对压力阀低阻尼的特性,提出了一种新的减振调压技术,利用独立阻尼系统和弹簧的共同减振提高阀芯的稳定性。与现有的阀芯稳定性改进技术不同,独立阻尼减振调压技术不增加元件本身的压力损失,对加工精度的要求较低。通过与普通锥阀的特性对比,分析了独立阻尼减振调压结构的工作原理和工作特性,并对影响该结构性能的主要参数进行了仿真计算。结果表明:独立阻尼减振调压结构具有较好的动态稳定性,腔室容积等参数影响其工作特性。     

带附加气室空气弹簧力学特性参数试验

为了揭示带附加气室空气弹簧动力学特性,基于1T15M-2膜式空气弹簧建立了带附加气室空气弹簧力学特性试验测试系统,利用自由衰减振动的方法研究了簧上质量、节流孔直径、附加气室容积等因素对系统等效刚度、等效阻尼及固有频率等力学特性参数的影响.试验结果表明:在保持弹簧工作高度不变的前提下,增加簧上质量会增大弹簧等效刚度,但簧上质量的变化对弹簧的等效阻尼比和固有频率影响不大;随节流孔直径的增大,等效阻尼先增大后减小;在节流孔直径4～7 mm范围内,等效刚度和固有频率均由最大值迅速降到最小值;在附加气室容积小于主气室容积2～3倍范围内,增大附加气室容积有利于降低空气弹簧的等效刚度和固有频率;在节流孔有效作用下,再增大附加气室容积会明显增大空气弹簧等效阻尼比.     

汽车膜式空气弹簧的分析与计算

对空气弹簧悬架中的主要元件膜式空气弹簧进行了分析,在简化计算模型的基础上,进行空气弹簧系统垂直刚度及振动频率的计算和结果分析。在膜式空气弹簧结构与计算模型的基础上,建立起膜式空气弹簧有效面积、有效面积的变化率及有效体积变化率的计算模型。通过实例分析与空气弹簧的负荷特性计算,对空气弹簧的设计与计算提供了理论依据。     

油气弹簧缸研究

随着104kg以上大型精密设备不断涌现,对这些设备的转场运输不可避免,对车辆减振起主要作用的汽车悬挂系统的应用研究也因此越来越受到重视.文中给出一种承重精密仪器运输车用弹簧缸的研制,包括弹簧缸工作原理,结构特点,主要技术参数,分析讨论.该弹簧缸已安装于光学仪器运输车辆,实际测试结果达到设计要求,实际运行减振效果良好,能够保障104kg精密承重仪器的平稳安全运输.文中的研发产品对其他油气弹簧缸研究具有借鉴作用.     

2-PRC-PR(C)并联机构减振平台及其动力学特性

为满足工程中机械设备对多维振动和冲击的隔离要求,设计一种新型2-PRC-PR(C)并联机构减振平台。该平台是在3-PRC并联机构的基础上,通过把一支链和上平台连接处的圆柱副改为一复合运动副,使该机构实现三自由度3-PRC并联机构与四自由度2-PRC-PR^C并联机构之间的切换,并在主动副处辅以弹簧阻尼,使该机构能够实现三维隔振与四维隔振。对该机构进行运动学和动力学分析,在此基础上将系统参量分类,并对参数较多类别采用正交试验法,分析各参数对系统固有频率的影响规律和贡献量。研究结果表明:多维减振平台中有关参量对系统固有频率的影响具有不同于单自由度减振装置的特性。     

框架结构施加弹簧阻尼器的抗震减振性能的实验研究

应用实验的方法研究了阻尼器对框架结构的抗震减振效果,采用试验模态分析的方法测试楼房框架结构相似模型的固有特性。分析模型在不同楼层施加弹簧阻尼器与未施加弹簧阻尼器的固有特性的变化情况;并利用水平振动台对楼房框架结构在施加弹簧阻尼器前后不同工况进行地震响应试验研究。结果表明,施加弹簧阻尼器后楼房框架结构的固有频率和振型变化很小;但会增加其模态阻尼比,从而降低了结构对地震激励的响应,达到结构抗震减振的目的,在较低层施加弹簧阻尼器比在较高层施加效果更明显。     

六自由度变胞振动试验台结构设计与动态特性分析

振动试验台是用于模拟真实振动环境的重要设备,通过建立六自由度变胞振动试验台测试系统、动力学模型及运动方程,应用ANSYS Workbench软件对振动台进行静力学分析,应用模态分析和谐响应分析模块对蛇形板簧与动平台进行动态特性分析,避免薄弱部件固有频率接近振动台工作频率而发生共振。结果表明：蛇形板簧最小共振频率发生于480 Hz附近,动平台最小共振频率发生于450 Hz附近,都远大于振动台正常工作频率：50～60 Hz,满足使用要求,为50～200 Hz机械振动台及超过2 000 Hz的超声波振动时效设备结构设计提供理论依据;并对未来多维振动设备的结构设计及工作性能分析提出展望。     

换热器至初馏塔管线的阻尼减振技术应用研究

针对某化工厂分馏装置换热器至初馏塔管道的振动超标问题，利用ANSYS有限元软件建立管道模型并计算其模态，利用Fluent进行流体脉动CFD仿真分析，探讨管线振动的根本原因；将阻尼减振技术应用到管线振动控制中，采用SAP2000软件进行阻尼减振模拟，探讨阻尼器的参数选择以及施加阻尼前后管道的振动情况。在管道相应位置安装黏滞型阻尼器，使管道振动幅值降低90%以上。研究结果表明：管道内流体的脉动冲击产生的激振力频率与管道的某阶固有频率接近从而发生共振，这是管道振动的主要原因；黏滞型阻尼器可以在设备不停机的情况下有效地吸收振动能量，控制管道的振动，同时不会改变管道的原有支撑结构，也不会引起临近管线的振动，保障设备的安全稳定运行。     

电磁式动力消振系统

文中提出了一种带电磁式固有频率可控动力消振器的频率跟踪消振方法。消振系统由测振装置、频率跟踪控制器、功放及电磁式消振器４部分组成。文中介绍了消振器的原理及其特性，频率跟踪控制电路框图，变频振动时的频率跟踪消振实验。结果表明，本消振方法在变频振动条件下具有良好的消振效果。     

基于模型标定的重型卡车座椅动态舒适性仿真研究

为了减轻重型卡车驾驶员的疲劳,增加了减振机构来提高座椅的动态舒适性。提出一种基于模型标定的座椅动态舒适性研究方法。首先通过台架试验得到了空气弹簧的刚度和阻尼器的阻尼参数。然后对座椅进行模态试验和传递率特性试验,获得座椅模态频率与传递率信息,采用迭代寻参的方法确定连接部位的刚度和阻尼参数,从而建立准确的有限元模型。最后进行模态、传递率和随机振动仿真分析,通过仿真结果评估座椅动态舒适性。结果表明,仿真与试验的模态频率误差小于3%,传递率峰值误差小于10%,且该座椅固有频率与人体敏感频率不重合,座椅在非共振频率段的传递率较小。降低共振频率下传递率的波峰值与响应点的均方根加速度值可以提高座椅的动态舒适性。     

半主动悬架座椅的设计及振动特性实验研究

为改善非公路驾驶员座椅的乘坐舒适性,设计制造了一种基于带附加气室空气弹簧和磁流变减振器的半主动悬架座椅,通过控制比例阀输入电压和磁流变减振器输入电流调节座椅悬架系统的刚度和阻尼,构建了座椅的振动特性实验系统。试验研究了激励频率、比例阀输入电压及磁流变减振器输入电流对座椅振动特性的影响规律。研究结果表明,座椅悬架的固有频率、位移传递率及加速度均方根值均随比例阀输入电压的增大而减小;在高频振动区,磁流变减振器的输入电流对加速度均方根值影响较大。     

地面简谐运动作用下双自由度体系鞭梢效应的影响因素研究

为了更加全面准确地了解双自由度体系鞭梢效应发生的机理及影响因素,针对无阻尼和有阻尼两种情况,以上部结构与下部结构绝对位移的振幅比作为鞭梢效应的表征量,系统研究了外激励频率与上部结构自振频率之比、上部结构与下部结构的质量比和刚度比、结构阻尼比四种参数的影响。结果表明:对于无阻尼体系,鞭梢效应仅与频率比有关,当频率比为1时,振幅比为无穷大;对于有阻尼体系,若结构两阶振型阻尼比相等,随着阻尼比的增大,鞭梢效应减弱,质量比和刚度比不明显影响结构的鞭梢效应;若结构两阶振型阻尼比不相等,当刚度比远大于质量比时,二阶振型阻尼比对鞭梢效应影响更明显;当刚度比小于或等于质量比时,一阶振型阻尼比对鞭梢效应影响更明显。     

动力吸振式的水平振动输送机

惯性式水平振动输送机是根据动力吸振器原理设计而成，对线性弹簧支承的水平振动输送机，当不考虑阻尼时，下质体振幅为零，上质体是按设计要求的振幅进行振动，达到物料的输，因此该机不震隔振，。     

带有激光振动传感器与可控阻尼器的隔振系统

研制出一个新型的有源隔振系统，它采用了光电子、计算机、机械与材料学科的新技术，实现了一定程度的智能化控制。这个系统以较为简单的机械结构实现了全频域内的最佳阻尼与无谐振峰运行，显著地改善了传统无源减振器的隔振效果。     

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.