基于动网格的液压阀阀芯启闭中的液动力分析

为了深入研究液压阀阀芯启闭过程中阀芯上的压强分布和液动力,采用动网格技术,数值模拟了液压球阀阀芯开启与闭合过程中的非定常流场.将阀芯作为运动实体,阀芯的运动由其所受的流体力、弹簧力及自身重力确定,随着阀芯的运动,相应流场计算区域的边界也随着发生变化,获得了球阀启闭过程中不同瞬时阀腔内的压力场.在此基础上,分析了液压阀在...     

立转式开启桥铺装结构静动响应分析

为了探讨立转开启式桥梁桥面铺装早期病害的产生机理,从力学分析的角度出发,以天津海响螺湾开启桥为工程背景,采用有限单元方法,建立了开启桥正交异性钢桥面铺装体系仿真模型.对于桥梁闭合阶段,分析了铺装层在车载作用下的静力响应,并验证了模型的有效性;对于桥梁开启阶段,计算了不同开启角位置时铺装层的动力响应,并分析不同开启速度和铺装结构模量对铺装层动力响应的影响.研究结果表明:铺装层的剪切应力随着开启角度的增大而增加,开启角度和速度的变化会引起剪切应力的非均匀分布;在开启速度和铺装模量较大时,剪切应力将大于桥梁闭合通车状态下的最大不利应力,成为控制指标;由于环境温度的变化,铺装层的模量较难控制,因此提出一个适宜的开启速度以减小铺装层与钢板之间的剪切应力,而在设计开启速度较大时则提出模量的控制指标.     

利用模糊控制器确定磁流变半主动控制结构的参数

为了瞬时而准确地确定磁流变半主动控制结构的控制电流,有效地减小受控结构的动力反应,采用了模糊控制器确定磁流变阻尼器的输入电流.以地震加速度激励和结构位移反应为输入,以控制电流为输出,根据抗震规范和实际经验合理地设计模糊控制器,采用模糊控制器所确定的电流对建筑结构实施半主动控制.通过对一个3层钢筋混凝土结构进行实例分析,并与双态控制结构和未控结构进行对比研究可以得到:在模糊控制中,无论是对于位移反应还是加速度反应都比双态控制好,而且有效地避免了小激励时的动力反应放大问题.     

车辆非线性悬架系统时滞瞬时最优控制

以车辆非线性悬架系统为研究对象,采用理论与仿真相结合的方法,研究系统时滞瞬时最优控制动力学特性.首先以立方多项式模型描述非线性特性,建立含控制回路时滞的车辆非线性悬架系统动力学方程;然后通过状态变换处理系统时滞,利用最优控制理论和龙格库塔法设计了时滞瞬时最优控制律;最后通过数值仿真分析了系统在确定性激励下和随机激励下的状态输出响应.结果表明,时滞瞬时最优控制律可以保证系统稳定,优化控制权重矩阵可以获得更好的减振性能,且为研究将时滞作为控制输入参数奠定了基础,为主动减振提供了新思路,具有重要的理论和工程应用价值.     

基于Delta变换的时滞采样系统的最优减振控制

运用Delta变换的方法研究Delta域内含有控制器-执行器延时和传感器-控制器延时的采样系统最优减振控制律的设计问题.首先将时滞采样系统离散化,再利用系统转换方法和Delta算子将离散时滞系统转换为Delta域无时滞系统;然后通过求解Delta域Riccati代数方程和Delta域Stein矩阵方程得到前馈反馈最优减振控制律;最后运用仿真示例证明所设计的控制律能够有效补偿时滞及扰动对系统造成的影响.       

漂浮基空间机械臂姿态与末端爪手协调运动的模糊变结构滑模控制

讨论了载体姿态受控、位置不受控制情况下,漂浮基空间机械臂载体姿态与末端爪手协调运动的控制问题.结合系统动量守恒关系,分析、建立了空间机械臂系统运动的Jacob i关系及完全能控形式的系统动力学方程.在此基础上,应用变结构滑模控制理论设计了空间机械臂载体姿态与末端爪手惯性空间轨迹协调运动的变结构滑模控制方案;为了克服上述变结构滑模控制器抖振的缺点,附加设计了一个模糊控制器,以根据系统的控制输出来动态调节变结构滑模控制器等速趋近率的系数,从而达到既保证系统具有快速响应又能消除原有控制器具有抖振缺点的目的.系统数值仿真运算,证明了上述控制方案的有效性.     

不确定随机分布参数系统的变结构控制

研究了一类不确定随机分布参数系统的变结构控制问题．通过非线性变换建立了系统的变结构运动方程，设计了系统的变结构控制器，分析了滑动模运动方程的确定性质与稳定性.     

半主动直接输出反馈滑模模糊控制电流变阻尼器减振研究

针对多层结构电流变阻尼器减振系统运动状态难以完全实时测量、外界扰动和系统参数摄动界限难以准确估计以及阻尼器连续可调的特点，提出了半主动直接输出反馈滑模模糊控制策略．它是利用滑模运动方程稳定的Hurwitz判据选择滑模梯度参数，根据滑模到达条件和电流变阻尼器最大可控阻尼力设计输出反馈滑模模糊控制器，而可控屈服阻尼力对主结构做负功控制规则以保证主结构最佳减振．仿真分析表明，半主动滑模模糊控制电流变阻尼器减振效果明显．     

设置黏滞阻尼墙钢框架结构的减振设计分析

建立设置黏滞阻尼墙(VDW)钢框架结构的弹塑性运动微分方程,并运用现代控制理论时运动微分方程进行简化.根据编制的应用仿真分析程序,对设置黏滞阻尼墙钢框架结构在各种参数下的弹塑性地震反应进行分析计算,探讨阻尼墙数量、结构层数、布置楼层及地震烈度等对钢框架结构减振效果的影响.通过研究分析总结出设置阻尼墙后钢框架结构的减振规律,并提出了此类结构的设计建议.     

大跨越输电塔线体系风振控制新策略

为了抑制输电塔线体系的风振并考虑体系动力特性存在的不确定性,基于多目标优化理论设计了鲁棒H2/H∞控制器.运用达朗贝尔原理建立了输电塔线耦合体系平面内外振动的受控运动方程,在状态方程的摄动矩阵中引入塔线体系模型的不确定性,运用MATLAB的线性矩阵不等式(LMI)工具箱设计了鲁棒H2/H∞的输出反馈控制策略,并结合改进的限幅最优(MCO)控制算法设计了H2/H∞_MCO半主动控制器.以汶河-青云大跨越输电塔线体系为工程背景,分别对其进行在无控制、调谐质量阻尼器+黏弹性阻尼器(TMD+VED)控制、铅芯橡胶阻尼器(LRD)控制、固定增量(FI)控制和H2/H∞_MCO控制下的风振响应数值计算.结果表明:H2/H∞_MCO控制策略对输电塔的位移、加速度和塔底内力的峰值和均方差的减振效果比TMD+VED、LRD及FI控制策略的都要显著.     

大型直线振动筛的动力学分析

对大型振动筛的振动系统进行动力学分析，建立力学模型、运动微分方程，即可知振动质量、弹簧刚度、偏心质量与振幅之间的关系，并且分析了由不平衡激振力引起的异常运动，为振动筛的设计与制造提供方便。     

车载电子设备的隔振设计

本根据在工程实践中车载电子设备的振动环境，建立了隔振系统的力学模型及运动方程，给出了系统在各坐标方向的响应及隔振系数和应用实例。     

轧机扭转自激振动分析

研究轧辊黏滑运动引起轧辊扭转自激振动和自激振动对带材表面质量影响 .在分析轧辊工作界面的黏滑运动基础上 ,建立轧辊转动动力学方程 .根据轧辊与带材之间黏着和滑动特点 ,对滑动非线性摩擦力进行线性化处理和求解动力学方程 ,分析扭转振动特性得出 :随着黏着时间的减少 ,扭转振动的波形逐渐由锯齿形变为正弦形 ,摩擦自激振动可以表现出低于自由振动频率的所有频率分量 ;黏着时间与扭矩增量成正比 ,与转动轴刚度和传动轴转动速度成反比 ,滑动时间基本稳定 ,黏着时间越长 ,系统吸收的能量和释放的能量越多 ,由于滑动时间一定 ,容易引起带材表面剪切冲击和表面条纹 .工业现场测试表明轧机存在工作辊扭转自激振动 .图 7,表 3,参 8.     

基于响应复杂度分析的振动控制算法

采用改进后的Lempel—Ziv的复杂度算法,对构建的结构位移响应符号序列进行复杂度分析．分析结果表明,所构建的振动系统响应符号序列复杂度可以很好地反映结构的固有振动特性,该算法简单、可行,并且不依粕于结构计算模型,为结构振动控制算法提供了一个新的途径。     

利用钻柱振动频谱判别钻柱复杂情况的方法

为实现钻井过程中井下钻柱运动状态以及井下复杂情况的实时监测,依据振动测试原理,结合实际钻井工况中钻柱振动特征,研制钻柱振动信号测量及处理系统。现场试验结果表明:钻柱出现黏卡、跳钻等现象后,利用快速傅里叶变换和小波变换处理方法可有效提取和识别钻柱在井下的振动特征;研制的钻柱振动采集系统可以应用于现场钻柱振动信号的采集、处理,其结果可以判断钻柱的井下工作状态。     

振动条件下齿轮副的运动特征

根据齿轮系统的振动运动,建立了在振动条件下齿轮副实际中心线方程和理论啮合线方程,分析论证了实际中心线和理论啮合线的运动及实际啮合线的形态.结果表明,由于系统振动的原因,齿轮副的实际中心线和理论啮合线是以平面运动方式变化的,实际啮合线(即啮合点的轨迹)是一条曲线.同时,系统振动还使啮合齿对提前或迟后进入啮合、提前或迟后退出啮合.     

冷轧平整机振纹实测研究

针对某1700冷轧平整机支持辊表面振纹问题进行了连续跟踪测试. 在对平整机固有特性研究的基础上,通过对支持辊各个使用时期内振动信号的分析与比较,得到了平整机的振动特征以及振动与振纹之间的相互影响关系:在支持辊使用初期,平整机系统的振动以自激振动为主,振动频率为150 Hz,在稳定轧制阶段工作辊对支持辊的相对运动形成支持辊表面振纹;在支持辊使用中后期,由振纹引起的强迫振动进一步加速了振纹的形成,系统的振动为强迫振动和自激振动共存. 在对振纹形成过程认识的基础上提出了振纹抑制措施,即在轧件入口侧增加抑振辊或改变轧制速度.     

磁致伸缩式振动时效装置的研制

针对目前传统偏心电机振动时效设备因工作频带窄、自动化程度低、可靠性差等原因而不能大力推广应用的现状,应用稀土超磁致伸缩材料开发一种新型振动时效装置.该装置不需要旋转就可以将电能直接转换为线性位移或振动.振动时模拟敲击运动,给工件施加一个周期性外力,迫使工件产生共振,当周期性载荷叠加到工件内部残余应力高峰处超过工件屈服极限时,产生微小塑性变形,从而降低工件内部残余应力峰值,使残余应力重新均化分布,达到对工件时效的目的.     

高频振动沉桩的离散元模拟分析

应用平面颗粒离散元软件PFC2D对高频振动沉桩过程进行数值模拟分析,在细观颗粒运动层面上研究高频振动沉桩的机理,得到了桩侧摩阻力的分布变化规律,分析了贯入深度和贯入速率随时间变化规律,提出了"贯入平台期"的概念,并从能量传递和能量平衡角度分析了出现的原因,研究总结了桩周土颗粒的运动规律。结果表明:贯入度一定时,侧摩阻力随深度增加,到一定深度趋于定值;贯入度变化时,同一深度处侧摩阻力随最终贯入度增加而退化。高频振动沉桩贯入速度快,最大贯入速率能达到0.38 m/s,其中贯入平台期的出现是由于振动锤系统传递到桩的能量不足以克服贯入阻力并引起土颗粒共振。高频振动沉桩引起桩周土颗粒运动按区域分布各有特点。     

机械传动系统的智能感知技术

本文综述了传动系统关键零部件智能感知技术的发展状况,包括振动和润滑接触状态监测,以及封闭金属箱体内外的超声通信技术.振动监测主要通过嵌入系统内部的微加速度传感器及无线通信技术来实现;润滑接触状态包括压力、温度分布及油膜厚度,其中压力和温度分布测量主要利用接触式的金属薄膜电阻传感器,油膜厚度监测可以通过接触式电容方法或者非接触式超声方法.由于封闭金属箱体会屏蔽电磁信号,迫切需要实现基于机械波的箱体内外双向通信.同时,本文简要介绍了课题组开发的齿轮振动和应变无线监测系统,实验结果表明内部感知信号能够清晰地体现转速和啮合信息,从而反映传动系统的实时运行状态.