提升钢丝绳启动张力计算

本文阐述了从考虑系统振动出发计算提升钢丝绳启动加速段动张力的具体方法。图2,参4。     

安全制动时提升系统振动分析

本文分析了安全制动时提升系统振动的原因及制动过程对振动的影响，得到了运动方程及钢丝绳动张力的计算方法，并分析了制动时间对振幅的影响。     

深海采矿扬矿管的纵向振动分析

为研究深海采矿系统扬矿管的纵向振动规律,通过振动理论建立了扬矿管的纵向振动的偏微分方程,并对该方程进行求解,得到了扬矿管的固有频率、振型函数以及振动响应函数的理论解。随后用MATLAB进行仿真,从扬矿管上选取3个不同位置,分别绘制了有阻尼系统响应和无阻尼系统响应时绝对位移与相对位移随时间的变化曲线。在此基础上,对扬矿管的轴向应力进行研究。结果表明:两种情况下,扬矿管振幅随着水深的增加而增加,在3 000 m以后的振动幅值变化很小,有阻尼系统响应的变化规律类似于简谐运动;且在扬矿管顶端,有阻尼系统响应时所受的轴向应力要比无阻尼时的轴向应力减少25.5%,在大部分时刻,轴向应力随着深度的增加而减少。     

复合型超声马达纵向振动建模

针对采用一维理论模型在研究复合型超声马达振动特性时分析结果出现误差的情况,设计一种新型双定子复合型超声马达;利用马达的对称性建立了定子纵向振动分析物理模型;将定子纵向与横向振动的动能同时引入Hamilton方程,推导了考虑马达横向振动效应的定子纵向振动分析微分方程与动力边界条件;运用Maple软件对定子运动微分方程进行求解,获得了定子纵向振动固有频率;采用有限元模型与一维理论模型时定子的纵向振动固有频率进行对比计算,并对马达原型机的固有频率进行测定.研究结果表明:所建模型比一维理论模型具有更高的分析精度;分析结果与实验值及有限元计算值吻合.     

超深矿井钢丝绳张力平衡装置动态响应分析

为探索超深矿井提升机张力平衡装置在不同激励下的动态响应规律,考虑管道沿程压力损失和泄漏,建立了张力平衡装置在提升过程中的动力学模型,并采用正弦信号和阶跃信号模拟提升过程中钢丝绳纵向振动及换层缠绕对绳长的影响,得到两种激励下张力平衡装置的动态响应规律。分析结果表明:当振动幅值和频率的组合为(0.10 m,0.80 Hz)、(0.18 m,0.63 Hz)、(0.24 m,0.57 Hz)时,钢丝绳张力差最大值约为无振动时钢丝绳初始平均张力的10%,符合煤矿安全规程的要求;钢丝绳换层缠绕所引起的钢丝绳长度变化小于0.10 m时,张力平衡装置可以将钢丝绳最大张力差控制在安全提升所允许的范围内。     

成组叶片振动特性的三维数值模拟及实验研究

采用三维8节点非协调单元，建立了成组叶片振动特性计算的三维有限元模型。该模型考虑到成组叶片位移约束的周期对称性，引入了斜边界条件和斜坐标系统来处理成组或整圈叶片的约束条件，从而可以准确地计算出三维复杂形状叶片组在动、静状态下的固有频率和振型。利用该方法对实例进行了计算，同时又在高速动平衡实验室进行了实验验证。计算结果和实验结果对比表明，用该方法计算的叶片振动特性精度较高，为计算复杂几何形状叶片组的振动特性提供了一种有效的手段。     

高速铁路钢桁拱桥吊杆振动长期监测与分析

以大胜关长江大桥吊杆为研究对象,基于健康监测系统对高速列车通过时钢桁拱桥吊杆的振动速度进行长期监测,通过对振动速度积分的方法来获得大胜关大桥吊杆动位移幅值的长期变化规律.分析结果表明:吊杆横向动位移幅值显著大于纵向动位移幅值,并且两者都可以采用广义极值分布函数描述其概率统计特性;吊杆纵向动位移幅值与主梁横向动位移幅值存在明显的相关性;吊杆横向振动主要由高速列车局部风效应引起,并且横向动位移幅值与环境温度存在明显的相关性.因此,吊杆横向振动分析应考虑局部风场和温度的共同作用,吊杆纵向振动分析应考虑与主梁横向振动的耦合作用.     

多跨悬索面内动态特性分析

以单跨悬索自由振动理论为基础,研究了多跨索面内动态特性.首先获得悬挂端位移激励下单跨索水平张力增量的表达形式,应用动刚度计算单跨索的频率.之后根据位移连续条件及力矩平衡方程,首次提出了基于动刚度法的两跨及三跨索面内固有频率及相应模态计算方法.数值算例表明采用新方法获得的多跨索频率及模态与有限元结果一致,但采用新方法计算多跨索的频率更快捷、方便,根据计算对称模态频率的超越方程还可得到连续档导线不同模态产生共振的条件.本研究建立的新方法方便推广到任意多跨索频率及模态的计算,获得的频率和模态可应用于覆冰输电线气动稳定性及动力响应的理论分析.     

钢丝绳索力自动化检测系统的设计

提出了采用磁阻式传感器的方式拾取钢丝绳振动信号的思想,设计出传感器的结构和对传感信号进行放大,滤波处理的电路,在单片机8031和个人计算机的控制下,实现了用8位A／D转换器对信号进行A/D转换,考虑到信号有有用成分频率较低,采用计算与单片机8031进行实时串行通讯的方式把A／D转换结果送入到计算机中,并利用计算机丰富的软件资源和快速的计算功能对采样数据应用快速傅立叶变换方式进行频谱分析,把求得的功率谱最大谱值所对应的频率作为钢丝绳的固有频率,最后,根据钢丝绳内力与其固有频率这间的内在关系,计算钢丝绳当前所受的拉力。     

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。     

基于ANSYS的气液两相流海洋立管流固耦合模态分析

运用ANSYS软件对气液两相流海洋立管进行了流固耦合模态分析,研究了有无流固耦合存在时立管振动模态的变化以及立管支承方式、流体边界条件对立管固有频率和阵型的影响。同时,将仿真分析同DNV公式求解的固有频率进行了对比验证。结果表明:流固耦合作用明显地降低了立管的固有频率,但并不改变固有阵型;立管的支承方式不改变阵型,但会影响管道的固有频率,约束数量增加,固有频率变大,随着模态阵型阶数增加,立管的固有频率增加,而最大阵型位移随之减小;立管固有频率随气相流速的增加而减小,随截面含气率的增大而增大;通过仿真分析和DNV公式求解两种方法得到的固有频率相差不大,验证了仿真分析的合理性。分析结果对海洋立管的优化设计和振动对策提供了重要的理论依据。     

液压系统液体振动固有频率的计算

通过液压系统中的液体纵向振动分析,建立液压传动系统有关蓄能器、节流阻尼器等元件的振动力学模型,导出了由不同元件所组成的管路系统的传递矩阵和计算固有频率的方法,编制了通用程序,并给出了计算实例。     

弹性圆柱形储液罐地震反应的有限元分析

本文根据变分原理,利用有限单元法分析在水平地震运动作用下圆柱形弹性储液罐的动力反应。所设计的计算机程序能相当精确地计算固有频率、主振型和动力历程反应。例如:液面波高、各时刻的液动压力和罐壳位移。文中把液罐耦合振动系统考虑为液体和壳壁二者都振动。可以把液面无波动的液罐耦合振动系统及罐壳在刚性假设下,只有液面晃动引起压力振动的液晃动系统,考虑为一般液罐耦合振动系统的两个特例。从使用程序计算的数值算例中可看出:液罐耦合振动系统的固有频率明显地分为两个频区:高频区——包舍所有“壳振动”的固有频率,它近似等于上述第一种壳振动情况相应的固有频率;低频区——包含所有“液晃动”的固有频率,它近似等于上述第二种液晃动情况的相应固有频率。但是,关于动力历程反应,由液罐耦合系统所得的值,既不同于上述两种特例所得的值,也不同于这两种特例相应值的叠加。     

船舶上层建筑纵向振动固有频率估算

在参考了当的国内外常用的上层建筑纵向振动固有频率估算公式的基础上，运用统计回归和力学分析相结合的方法，提出了一个新的上层建筑纵向振动固有频率公式。该公式能够较全面的反映出影响上层建筑纵向振动的各种主要因素，不仅考虑剪切影响，而且还考虑回转影响。经对多条船上层建筑激振试验验证，用本文公式计算出上层建筑纵向振动固有频率与实测值接近，可满足工程上计算精度要求。本文公式可供船舶方案设计阶段使用。     

提升钢丝绳的纵向振动特性研究

以矿井提升钢丝绳为研究对象,将钢丝绳视为轴向受力和轴向运动的变长度柔索,应用哈密顿原理建立了变长度提升钢丝绳纵向振动的偏微分方程。利用伽辽金离散化方法将偏微分方程转化为具有时变系数的常微分方程。最后,选取矿井提升常用的S型运行状态曲线作为输入参数,对所建立的模型进行仿真和数值求解。研究结果表明,分布参数建模能更有效地反映提升钢丝绳的纵向振动特性,并揭示了提升系统振动加剧的现象。     

功能梯度圆柱壳自由振动的影响因素分析

研究了体积分数、材料组分和边界条件对功能梯度圆柱壳自由振动的影响。基于Love一阶理论建立应变-位移、曲率-位移关系,用Rayleigh-Ritz法得出功能梯度圆柱壳自由振动固有频率的特征方程。为验证该方法的有效性,计算了各项同性圆柱壳S-S时的频率参数,并与已有文献做了对比,有较高的吻合度。通过算例,研究了S-S、F-S及C-C这3种不同边界条件下壳体的固有频率。研究结果表明:随着体积分数的增大,固有频率逐渐增大,但所受影响较小;材料组分对固有频率的影响较大,且随着周向波数n的增大,影响越来越显著;边界条件对固有频率的影响很大,且主要表现在周向波数n较小的情况下。     

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．     

水下系泊支撑平台非线性动力响应

针对水下系泊支撑平台在水流涡激作用下的非线性动力响应,基于水力学理论和海洋工程结构力学理论,建立流固耦合非线性动力学方程。采用伽辽金法和综合数值解法,计算了支撑平台浮体固有频率与漩涡泄放频率相近发生谐振时,系泊浮体的非线性动力响应。结果表明,第一阶振型对振动位移的贡献最大;高阶振型对振动位移的贡献依次减小,且各阶模态随时间变化呈现明显的非线性特征。高阶模态对动弯矩、动切力的贡献要远远大于对振动位移的贡献,尤其是对动切力的影响非常大。在计算动力响应时,应该多取几阶振型来保证计算精度。     

液压抽油机动态特性分析

应用机械振动理论,对液压抽油机的动态特性进行了分析。结果表明,液压抽油机在准匀速悬点运动条件下,抽油泵的运动由两部分组成一是随悬点一起的刚体运动,二是由于悬点支撑位移激发的振动响应,其振动频率为系统的固有频率。适当调整系统参数,抽油泵将出现超冲程现象,这对于提高采油效率将是有益的。在准匀速悬点位移作用下,将引起抽油杆柱的振动,导致杆柱中的动应力。杆柱中的最大振动位移随深度增加量值逐渐增大,最大动应力随深度增加而逐渐减小。最大动应力随深度不是线性变化的,而是为二次函数关系。     

用有限元法求解水下拖缆振动特性

在现代反潜、海洋水文和资源勘测中,拖曳式声呐系统得到了越来越广泛的应用．为了进一步提高拖曳式声呐的工作性能,必须研究水下拖缆的振动特性和控制方法．发展了两种分别适用于忽略和考虑弯曲刚度时拖缆的有限单元,并对单元矩阵进行了推导,编制了相应的有限元计算程序,对不同拖速下拖缆的振动固有频率和模态进行了计算．计算结果表明,本算法考虑了变张力、拖缆弯曲和拖体等对拖缆的影响,使固有频率和振动模态的计算精度得以提高