柔性贮箱内液体晃动的分析模型

研究了贮箱内液体晃动建模中贮箱的柔性与刚性、液体自由面的晃动与非晃动之间的差别．利用液体晃动特征模态和容器结构振动特征模态将液体晃动和弹性结构振动这2个相互耦合的微分方程边值问题进行离散，从而导出了液固耦合系统的动力学方程、相应的液固耦合系统固有频率方程以及液体晃动对容器和充液容器系统对基座的作用力主矢主矩的计算表达式．通过数值计算，比较了刚性贮箱和柔性贮箱之间在液体晃动频率和晃动作用力主矢主矩上的差异；液体引入表面波假设与不计表面波动的柔性壁贮液容器在结构振动频率和作用力主矢主矩上的差别．通过对柔性贮箱内液体晃动动力学模型的无量纲化，得到了确定该动力学模型的3个基本参数，数值研究了这3个基本参数对系统固有频率、系统响应力主矢主矩的影响．     

变质量矩形贮箱流固耦合系统动力学特性分析

为了研究质量减小(燃料消耗)过程中矩形贮箱的动力学特性,提出了一种基于PATRANNASTRAN-MATLAB的建模仿真方法。根据虚拟质量法对变质量矩形贮箱流固耦合结构进行简化,建立了结构动力学有限元模型;结合PATRAN-NASTRAN-MATLAB对该动力学模型进行计算仿真,求得了系统的位移响应;鉴于傅里叶变换在处理非稳态信号时的不足,使用ChoiWilliams时频分布处理变质量系统的动力学响应信号,得到了时频响应谱图。结果表明:系统质量的减小在引起系统振动频率增大的同时还产生了一个附加的负阻尼,使得系统的振动衰减减慢;系统质量减小引起的负阻尼与系统的质量变化率成正比,如果系统的质量变化较快,就会产生一个比较大的负阻尼,当负阻尼的作用超过结构阻尼的作用时,将使系统的振幅增大,甚至会超出贮箱结构的弹性范围,造成结构的破坏。     

带有弹性隔板的圆柱形贮箱内液体的晃动问题

贮箱内的液体晃动会影响航天器的稳定性。为抑制液体晃动，常在贮箱内布置一些隔板。研究了圆柱形贮箱内液体晃动和弹性隔板振动的耦合问题。在研究中考虑了自由液面边界条件，由于流体和弹性隔板的耦合边界条件比较复杂，在理论分析上有较大的困难。对防晃隔板的上下两部分中的液体分别采用不同的速度势函数，首次利用双势函数导出了耦合频率的方程。通过数值计算得到了基频随隔板位置及刚度变化的规律。     

功率超声振动系统中横向振动的研究

利用耦合振动理论研究功率超声技术中大尺寸矩形截面振动系统的多维耦合振动,推出了振动系统的频率方程,分析了振动系统中横向与纵向振动之间的相互关系以及横向振动模式的分布情况,计算并测量了考虑横向振动后系统的纵向谐振频率。     

水中纵向加肋圆柱壳体的自由振动

以浸没于水中的弹性加肋薄圆柱壳为研究对象，考虑介质与结构振动的耦合效应，研究耦合系统的自由振动特性．基于Kennard薄壳理论、Helmholtz方程以及壳壁外表面的运动协调条件，并借助Dirac—δ函数引进肋骨对壳体的作用力，从而建立耦合系统的运动方程．通过傅氏积分变换，进而得出系统的频率方程．采用沿实波数轴搜索求根的方法，重点分析了水下无限长纵向加肋薄圆柱壳的自由振动特性．结果表明：水中无限长纵向加肋圆柱壳体内存在三个自由传播波。     

面内变刚度矩形薄板自由振动问题的辛弹性分析

基于辛弹性的方法分析了变刚度矩形薄板的自由振动问题.假设矩形板的弯曲刚度沿板的长度方向呈指数函数变化而泊松比为常数,利用变分原理将其导入辛体系,并应用分离变量法和本征值展开给出了求解面内变刚度矩形薄板自振频率的一种解析方法.这种方法不同于传统的逆解法或者半逆解法,它不需要提前假设试函数,是一种更为理性的正向的求解方法.通过这种方法可以得到变刚度板自由振动的频率方程,数值算例表明该方法计算简便、结果精确,可以得到变刚度板的各阶自振频率.在此基础上,详细研究了不同边界条件下,梯度指数、泊松比以及长宽比对变刚度板自振频率的影响.     

双参数弹性地基上矩形薄板自由振动问题的Hamilton方法

运用矩阵多元多项式的带余除法把双参数弹性地基上矩形薄板的振动方程转化为Hamilton系统,利用分离变量法给出对应的Hamilton算子.通过计算得到对边简支问题所对应Hamilton算子的本征值和本征函数系,并证明了该本征函数系的辛正交性和在Cauchy主值意义下的完备性.根据本征函数系的完备性,得到对应Hamilton系统的通解,进而给出双参数弹性地基上对边简支矩形薄板问题振型函数的通解.此外,通过两个例子说明此方法可以计算出自由振动问题的频率和振型函数.     

充液圆柱壳内旋转重力波的振动分析

为揭示充液弹性圆柱壳受高频激励，壳内自由液面出现低频大幅旋转重力波的产生机理，应用非线性动力学理论，在考虑弹性壳与流体的非线性耦合条件下，建立了壳液耦合系统的非线性振动方程组．运用Runge-Kutta法进行数值求解，得到了该系统振动的时间历程及频谱特性曲线，进一步分析了系统的非线性动力学特性．结果发现，当激励力幅值足够大，且激励力频率在壳体固有频率与液体固有频率之和的附近窄频带内时，壳内自由液面会出现大幅低频旋转重力波．由此可知，低频大幅旋转重力波的产生机理是由壳体两个同频率模态同时在壳液耦合系统非线性因素的作用下而引起的组合共振．     

作大范围运动弹性结构振动频率及模态的摄动解

根据参数摄动理论,建立了作大范围运动弹性结构特征频率与模态的摄动理论,推导了作大范围运动弹性结构的特征频率与模态的1阶、2阶摄动方程.以作大范围运动弹性梁为例,求解了作大范围转动弹性梁振动频率与模态的1阶、2阶摄动近似解,并与结构动力学意义下的频率与模态进行了比较.该方法解决了在柔性多体系统中大范围运动对柔性体变形运动的振动频率与模态的影响这类刚 柔耦合问题,同时为任意柔性多体系统刚 柔耦合动力学程式化建模提供了高效、精确的离散方法.     

矩形双层索网的非线性自振

研究了矩形双层索网的自由振动.在考虑温度变化的基础上,建立了矩形双层索网非线性振动控制方程,采用Galerkin原理及L-P法求出了矩形双层索网非线性振动的近似解,并得到了索网层间接触力的近似解.结合算例讨论了温度、线性强化、振幅等因素对矩形双层索网非线性振动的影响,为矩形双层索网的抗震设计提供了理论依据.算例表明,矩形双层索网固有频率随着温度的升高而减小,其振动具有较强的非线性,自振频率随着振幅发生变化,其非线性振动呈现"硬弹簧"特性,非线性自振频率高于线性频率,线性强化状态时的非线性振动自振频率低于在线性弹性状态时的非线性振动自振频率.     

四跨转子应用调谐质量吸振器抑制临界转速振动实验研究

为解决多跨串联转子在升速降速过程中经过转子的临界转速区域会产生严重振动的问题,设计了一种新型质量调谐吸振器,搭建了四跨转子实验台并进行了实验研究。根据转速信号对四跨转子轴系进行有开关控制吸振器的振动控制研究,在转子过临界时吸合相应转子上吸振器的电磁铁,使吸振器的固有频率与转子临界转速对应的频率一致。结果表明,新型调谐质量吸振器能够有效抑制四跨转子过临界时的振动,同时避免了由吸振器产生的新共振对转子的影响,使四跨转子轴系在全转速范围内保持较低的振动幅值。     

一类具有可动边界的机械振动系统的混沌行为

鉴于初轧机轧制过程中振动的非线性和边界可动,建立了初轧机在轧制过程中主传动系统的扭转自激振动模型·通过对所建模型的研究表明,该系统具有多种非线性振动形式,这为分析、诊断及控制这一类具有混沌行为系统的振动提供了理论依据·     

双层流体浮筏的隔振特性研究

基于反共振原理,提出了能隔离包含2个频率成分振动的双层流体浮筏隔振装置,在小振幅假设下建立了双层流体浮筏系统的数学模型.分析系统的隔振机理,给出了力传递率的表达式.分析表明,双层流体浮筏具有2个反共振频率且可通过改变液位高度实现调节.将双层流体浮筏与质量和等效刚度相同的单层流体浮筏和传统质量-弹簧隔振系统进行比较,结果表明,双层流体浮筏在传统质量-弹簧系统没有隔振效果的低频段具有良好的隔振效果.当双层流体浮筏2个反共振频率一致时,其具有比单层流体浮筏更好的反共振隔振效果.     

强风作用下大型双曲冷却塔风致振动参数分析

基于作者已提出的大型冷却塔风振计算方法(一致耦合法),结合风洞测压试验获得的表面气动力模式,分析了结构本身因素和外界干扰对强风作用下冷却塔结构风致振动的影响,对不同动力特性及阻尼比的冷却塔模型进行了风振响应背景、共振、耦合项及风振系数的精细化数值计算,对比并初步探索了周边干扰下大型冷却塔的风振机理.发现了特征尺寸、阻尼比和周边干扰对冷却塔风振响应的影响规律,为进一步理解冷却塔结构风致振动现象,避免不利共振的产生及采取相应的控制措施提供了有益的结果.     

内燃机燃烧学国家重点实验室试车台振动控制设计

针对内燃机燃烧学国家重点实验室试车台的隔振设计和振动控制，进行理论探讨和实践尝试，采用了可在工程设计中参考的一整套设计计算方法及相应的构造措施，结果表明：试车台结构的振动，是包含很多谐波的谐和振动，其谐波的频率与其中最低频率成倍数关系，内燃机在燃烧运行过程中的振动，是包含偶数谐波的周期性振动，其波形对最大振幅而言，具有非对称的特点经实际工程计算，试车台最不利干扰力为水平向的，为对内燃机试车台结构进     

转矩波动下电动轮纵向阶次振动特性及理论分析

针对轮毂电机转矩波动激励引起的电动轮系统振动问题,通过台架试验测得了电动轮运行工况下振动加速度信号,揭示了电动轮系统纵向振动的阶次特征和高频特性.基于电机电磁转矩解析模型从磁场相互作用的角度分析了永磁体磁场非正弦分布和电流谐波对转矩波动的贡献,进而解释了电动轮阶次振动的来源,即电动轮6.0阶振动由永磁体非正弦分布引起;1.0阶振动主要由电流谐波引起;6.5阶振动则由电流谐波和永磁体非正弦分布共同引起.为解释电动轮高频振动现象建立了基于刚性环理论的电动轮动力学模型并进行模态分析,结果表明,电动轮3个共振峰处高频振动分别对应轮胎和车轮同向旋转、反向旋转和纵向平移模态.     

LDV对典型电工材料表面非接触振动检测的有效性分析

为实现对电力设备表面振动的远距离测量，搭建1 550 nm收发一体的全光纤激光多普勒测振仪(laser Doppler vibrometer, LDV)系统.加工不同电工材料(铁、铝合金、铜、铝、硅橡胶、高强陶瓷)表面试样，通过电磁振动台对不同距离试样施加频率为0.05～2.00 kHz的机械振动，使用研制的LDV系统对不同电工材料表面振动测量的频响特性和距离特性进行对比分析，以探究LDV技术在典型电工材料非接触振动测量的有效性.试验结果表明，所搭建的LDV系统能够在3 m的安全工作距离内，实现对不同电工材料表面在典型设备运行工况下的振动波形采集. LDV系统对除硅橡胶和铁以外的4种电工材料均有良好的振动测试效果，并且对铝合金及铝材料能够实现3～10 m的距离响应.     

噪声暴露对全身振动感知阈值的影响

尽管对全身振动感知阈值已有人做过一些试验研究，但是对于暴露于噪声条件下的感知阈值尚无相关试验．但此项研究是很重要的，因为许多振动源往往同时也激发产生噪声．文中通过一项试验来探讨噪声对身体振动感知阂值的影响．共有10位受试者坐在固定于垂直振动台的椅子上，被要求自行调节振动级来确定阈值．采用4种正弦波形的振动以及随机振动作为刺激，同时采用以10dB作为调节量的随机噪声作为刺激．试验发现阈值随着噪声级的增加而增加．这意味着随噪声级的增加，人体对振动的敏感度下降了．尽管此中的原因尚不明晰，但文中对同一频率下听觉与振动感觉之间的相互影响提出了建议．     

花瓣铺层碳/碳材料火箭喷管扩张段模态分析

针对花瓣铺层碳／碳材料固体火箭发动机喷管扩张段结构的特点，研究和建立了有限元计算模型，构造了模拟柔性支撑系统的弹簧约束模型．应用解答大型复杂结构的特征值问题的子空间迭代法，对喷管整体结构进行了自由振动和模态分析，导出了该喷管仿真模型的多阶自振频率和振动模态．     

固定式刚性联轴器不对中弯扭耦合振动特性

以水轮发电机组固定式刚性联轴器平行不对中故障为研究对象,从动力学角度推导不对中机理,建立平行不对中弯扭耦合振动微分方程.基于该微分方程,理论上分析了弯振、扭振之间的相互影响;从转速、质量偏心、不对中量和阻尼系数等几方面进行弯扭耦合振动数值仿真.仿真计算表明:弯振与扭振通过固结于转子的偏心质量相互耦合;弯振主要包含工频成分,不对中越严重,工频所占比例越大.扭振包括极大的直流分量和少量倍频成分,过大的直流分量对机组安全不利.