基于拓扑优化的基座减振性能

海洋平台设备的安装基座是连接设备和平台的重要结构,开展基座减振设计是控制平台结构振动和辐射噪声的关键环节。本文提出了三种拓扑优化方案,以输出点群的加速度响应幅值均方根为目标函数,采用拓扑优化方法对基座进行优化设计。通过对三种方案进行对比分析,确定了最优拓扑设计方案。结果表明,相对于初始设计基座,优化设计后的基座其加速度振级落差由3.6dB提升到12.3dB,减振效果明显提高,且基座的总重量也略有降低,相关研究方法和设计结果对开展基座减振设计具有一定的指导和借鉴意义。     

骨架组合结构材料选择优化层合部件法

提出用于金属一复合材料骨架组合结构减振优化设计的层合部件法（1aminatecomponentmethod,LCM）。定义骨架结构中待设计杆件和梁为层合部件,杆件在有限元模型中必须用由待选材料构成的层合梁单元或层合板单元模拟,以避免弯曲振动模态丢失。结合结构拓扑优化SIMP（sotidisotropicmierostrueturewithpenaltymethod）法,建立了钢一复合材料组合骨架结构材料选择、拓扑与尺寸优化的综合数学模型,实现材料选择与拓扑优化设计变量的连续化。以桁架结构质量为目标函数,振级落差、加速度、位移和应力等为约束条件,给出金属一复合材料组合桁架结构减振优化设计实例。优化结果表明,LCM用于金属一复合材料组合骨架选材优化设计是可行的。     

组合柔性机械臂抑振性能的仿真及实验研究

为抑制柔性机械臂的低频固有振动,该文提出利用组合结构滞迟阻尼效应来提高柔性机械臂的抑振性能.以单根叠层组合柔性机械臂为对象,通过有限元仿真和实验,对组合柔性机械臂的减振性、结构参数和预压力对其减振性能的影响进行了研究,并由仿真实验确定了组合柔性机械臂的动态恢复力曲线.研究结果表明:与实体柔性机械臂相比,组合柔性机械臂的抑振效果显著;确定合适的预紧力和结构尺寸参数可得到最佳的抑振性能;组合柔性机械臂-质量系统的固有频率不是一常量,其大小随振幅的减小而增大;组合层之间的相对刚度对其抑振性能有影响,减小相对刚度可提高其抑振能力.实验证明,该文采用的有限元仿真方法能较准确地反映组合柔性机械臂的动力学性质,可以代替实物实验确定动态恢复力滞迟回线,为组合柔性机械臂动力学建模、减振性设计及运动控制研究提供了有效方法.     

120kW发电机组隔振设计测试研究

为了解某120kW发电机组振动烈度状况，并评价该发电机组隔振器的减振效果，依据相关国家标准在不同工况下布点进行振动的测试与分析，测试数据表明：最大振动烈度为39．223mm／s，各点振级落差均大于10dB，具有较好的隔振效果；参照机械振动的测量和评价（ISO8528—9：1995．MOD），发电机组上个别点加速度略超标准值，其结构及隔振器设计可进一步优化。     

预压叠层柔性机械臂弯曲试验及有限元数值仿真

为抑制柔性机械臂的振颤，该文提出利用组合构件的滞迟特性来改善机械臂的动力学品质以达到减振的作用；介绍了预压叠层柔性机械臂力-变形本构关系的试验研究及有限元数值仿真。研究了其滞迟特性随预压力、载荷及工作点的变化；分析了叠层结合面的作用机理；表明组合柔性机械臂抑振效果好，结构简单。在用ANSYS进行有限元数值仿真时考虑了几何非线性与叠层之间接触状态非线性的影响，数值仿真结果与试验接近，该方法为组合柔性机械臂的静力学、动力学的研究及设计计算提供了有效手段。     

发动机曲轴橡胶扭转减振器稳健性优化匹配

利用分数导数动力学模型描述橡胶扭转减振器的非线性动态特性,根据系统能量等效思路,将分数导数模型等效为"质量-弹簧-阻尼"模型,并建立带有橡胶扭转减振器动力学模型的发动机曲轴系统集总参数模型;接着采用遗传算法对设计参数进行初步优化,然后应用Taguchi方法进行橡胶扭转减振器稳健性优化匹配;最后在优化结果的基础上,试制不同组合设计参数的橡胶扭转减振器,并开展相关试验验证匹配了不同橡胶扭转减振器的曲轴轴系的扭振减振效果.验证结果表明:分数导数扭转减振器动力学模型可用于发动机曲轴扭振特性的分析,对橡胶扭转减振器进行稳健性优化匹配可得到在现有条件下最佳的减振效果.     

悬臂梁质量摆杆结构一阶模态减振控制分析

为了分析悬挂小球和摆杆对悬臂梁一阶模态振动的减振效果,采用Hamilton原理建立了悬臂梁质量摆杆减振结构的动力学模型.小球通过摆杆与支架连接,支架放置在悬臂梁顶端,以小球和摆杆的质量为分析参数,进行了一阶模态的减振控制分析.理论分析表明,当悬臂梁作一阶模态振动时,质量摆杆结构起到了很好的减振效果,并且小球起主要的减振作用.     

长期非平稳荷载调谐质量减振阻尼器优化设计

研究外荷载为长期非平稳随机过程，考虑长期荷载的特性，采用1个概率谱密度函数来反映长期非平稳随机荷载及其特征；概率谱密度函数是基于大量的一般谱密度函数的统计特性获得，以延长结构的抗疲劳使用寿命为目标函数，提出了调谐质量减振阻尼器的优化设计方法，这在实际工程中有着极为广阔的应用前景，本文旨在从理论上发展长期非平稳随机荷载作用睛调谐质量减振阻尼器的优化设计方法；文中采用长期波浪实测数据，给出了1个数值算值说明整个设计过程。     

织机系统的减振设计与动态仿真

研究织机系统的减振设计问题.建立了织机系统的动力学模型,对减振器的参数进行了初步设计和动态优化设计.应用计算机动态仿真技术,仿真织机加装减振器后的振动响应.获得了具有最佳减振效果的减振器结构参数为铅垂:铅垂向刚度25.1×104N/m,铅垂向阻尼6273N.s/m.振动响应测试表明,减振器的动态响应及隔振效率均达到设计要求.     

海洋平台分振结构减振效果的试验研究

根据渤海海洋环境的特点，提出了一种新的平台分振结构，以减小流冰引起的平台振动，同时考虑了地震和波浪对此分振结构的影响．分振结构的设想是将平台立柱分成内管和外管，外管通过斜撑杆和桩腿沉箱连接，内管则支承平台甲板．内管和外管在水线附近可以相联或分开．为此，设计并制造了一个钢结构模型，用集中的随机载荷分别输入到分振模型的各有关位置，以模拟流冰、地震和波浪等外载荷，分别在空气和水环境中作了减振效果试验．减振效果则利用测点振动响应的传递函数的概念来分析，减振效果是一个无量纲系数，仅是频率的函数．试验结果证明，此结构形式对减振有相当好的效果．     

轿车动力总成悬置系统的优化设计

以国产某型轿车为研究对象 ,建立了其动力总成悬置系统的三维动力学模型。采用模型参数化分析方法 ,讨论了悬置的性能参数对系统隔振性能的影响。以悬置的性能参数为设计变量 ,以固有频率的合理配置和振动传递率最小为目标函数 ,对动力总成悬置系统进行了优化设计 ,从而有效地降低了轿车怠速工况下的振动 ,并通过实车进行了实验验证     

综合传动装置悬置系统刚度灵敏度分析与振动能量解耦

基于综合传动装置悬置系统6自由度耦合振动模型,利用灵敏度分析方法,计算悬置系统各阶固有振动频率关于各悬置各方向刚度的灵敏度,确定影响某一方向振动的关键橡胶刚度,为改善系统某一方向的振动提供理论依据.以系统各方向振动解耦率作为目标函数,综合考虑传动轴激励、人体承受振动敏感区域及各向振动耦合状况来确定优化约束条件,进行刚度参数最优化,得到的悬置系统各方向最优刚度值可用于改善悬置系统隔振性能.针对某一传动系统振动恶化的情况,采用刚度灵敏度分析与振动能量解耦综合方法,对悬置系统进行设计.最后利用台架振动试验结果验证悬置系统优化设计的有效性.      

船体结构粘弹性夹层阻抑振动波传递特性研究

基于波动理论分析了含粘弹性材料夹层的船体板架中振动波传递特性,给出粘弹性夹层对弯曲波的隔声量公式.同时将粘弹性夹层引入转角含阻振质量的典型船舶L型结构中,通过多次构造阻抗失配有效地阻断船体振动噪声主分量的传递.在此基础上,将这种复合隔振技术引入到动力舱段声学设计中并开展相应的数值实验.结果表明:粘弹性夹层对船体结构波具有较强的阻抑作用,夹层隔振性能随其杨氏模量降低及尺度增加而增大,夹层杨氏模量对隔声量的影响较其尺度更为显著,在刚性隔振基础上联合应用较小尺度的聚氨酯夹层可显著增加隔振效果并有效拓宽了隔振频带,具有较高的效费比.     

基于非阻塞性颗粒阻尼技术的填充颗粒对约束阻尼结构减振性能的影响

为使传统的约束阻尼结构的减振性能进一步提高,引入了非阻塞性颗粒阻尼技术,通过颗粒运动状态分析和悬臂梁试验研究了填充颗粒对基于非阻塞性颗粒阻尼技术的约束阻尼结构减振性能,探讨了颗粒填充率、粒径和密度对结构的振动响应、复合损耗因子等阻尼特性的影响规律.结果表明:随着填充率的增加,复合损耗因子呈先增大后减小的趋势,当填充率在50％时损耗因子最高为0.144 7,提高了60.78％,振幅趋于平稳耗时0.257 8 s,此时颗粒呈块状剧烈运动,阻尼效果最为理想;填充等直径钢球颗粒的粒径由0.8 mm增至2.0 mm,复合损耗因子仅增加0.001 5,振幅趋于平稳耗时仅差0.003 9 s,对结构的减振性能无明显影响;填充不等直径的钢球颗粒的质量比为1∶1时,复合损耗因子最大为0.159 1,进一步提高了10％;填充颗粒质量相同时,密度小的材料减振效果最好,体积不变时,密度大的更佳可见基于非阻塞性颗粒阻尼技术的填充颗粒能够提高约束阻尼结构的减振性能.     

油锯系统频率响应函数的测定

<正>油锯系统的频率响应函数反映油锯系统的动态特性。油锯的隔振设计就是通过油锯系统的质量、刚度和阻尼的选择,求得符合隔振要求的频率响应函数。本文阐述用实验法测定油锯系统的频率响应函数以及该法在油锯隔振设计中的应用。     

弹簧隔振技术在废钢破碎机设计中的应用

针对废钢破碎机存在的振动过大的问题,本文应用弹簧阻尼隔振技术进行隔振。根据隔振理论,采用弹簧阻尼隔振器,设计调谐比为3.74,阻尼比约为0.1,使破碎机传到主控室以及地基的振动速度的最大值由4.83 mm/s降至1.82 mm/s。两年的实际运转表明,该设计保证了操作工人的身体健康,提高了设备以及附属建筑结构的安全性,隔振效率比原设计提高30%以上,具有广阔的市场前景。     

串联基础隔震结构的隔震特性

由橡胶隔震支座与摩擦滑移隔震支座串联成组合支座,再与橡胶隔震支座并联形成的串联基础隔震结构,在地震时可以取得较好的隔震效果.根据串联基础隔震结构的特点,给出了该种隔震体系的等效阻尼、等效刚度的计算公式;将串联隔震支座设定为多个屈服剪力水平,得到了较好的等效阻尼.实例计算表明,选择合适的摩擦系数和2种支座的刚度比,可以得到性能较好的隔震结构.     

应用迭代学习控制的减震系统主动控制

在大多数工程系统中,要求减少或者消除振动的影响。过去被动的解决方法是利用弹性体装置,这样会人为地降低机械性能。所以针对这一控制问题,提出了振动主动控制的方法,从而大大地提高了在低频时的减震效果。针对周期性震动源的问题,提出应用迭代学习控制的参数最优算法,采用主动/被动混合控制的"质量弹簧阻尼"装置,其仿真结果表明该控制方案具有良好的性能,特别在10Hz及20Hz频率下,能在较短的时间内使得系统位移为零,从而达到减震的效果。     

轻型卡车动力总成悬置系统优化研究

为了降低动力总成悬置振动。提高驾乘舒适性。从弹性支承的角度以及悬置的刚度出发，进行动力总成悬置优化研究。测量了NJ1038轻型载货车动力总成的质量与惯性参数和几何参数，建立了4点V型悬置的优化模型，用ADAMS软件进行模型仿真验证。将前、后支承梁等支架作为柔体考虑，真实地模拟了动力总成悬置系统工作时的振动情况。试验证明：主要测点的振动程度下降了40％左右，各悬置垫块的振动传递率降低了30％左右，有效地降低了汽车动力总成悬置振动。     

部分波形钢腹板预应力连续组合梁性能分析

针对预应力钢-混凝土连续组合梁负弯矩区混凝土板预应力效率低、钢腹板易发生局部屈曲等问题,提出了在负弯矩区梁段采用波形钢腹板代替平面钢腹板的混合设计方法.采用理论计算和有限元分析方法,对部分波形钢腹板预应力连续组合梁的受力和变形性能进行分析,并与传统的预应力连续组合梁对比.研究结果表明,混合设计方法充分利用波形钢腹板轴向刚度低、抗屈曲能力强的特点,显著提高连续组合梁负弯矩区混凝土板的预应力效率和开裂荷载,尤其适用于大、中跨径的预应力连续组合梁结构.