电子厂房环境振动测试及有限元分析

文章采用现场实测和有限元动力分析研究电子厂房的微振动响应,采用加速度拾振器测试了电子厂房修建前环境振动大小,采用ANSYS软件建立了厂房有限元动力分析模型,模拟地脉动作用下厂房内地面振动大小。电子厂房施工完毕后再次测量厂房内地坪的微振动,通过厂房修建前后的实测振动数据分析厂房刚性地坪对地面微振动幅值和频率的影响,比较了有限元动力分析结果与实测结果的差异。结果发现:场地振动主要由小于10Hz低频振动控制,厂房刚性地坪对低频振动的控制能力优于高频振动,可以减小厂房地面振动大小;厂房内部机械振源对地面振动幅值和频率有极大影响。     

架空输电线路大跨越导线微风振动试验

为了掌握架空输电线路大跨越导线微风振动特性,设计制作了大跨越导线微风振动试验模型,研究了不同张力作用下,安装防振锤前后大跨越导线的振动响应,重点分析了防振锤耗能效果以及安装位置对导线振动的影响,并与理论分析结果进行对比,提出了大跨越导线防振锤的安装位置计算公式。试验结果表明:运行张力对大跨越导线微风振动影响较大,导线本身的阻尼线对微风振动的抑制作用十分有限;安装防振锤的导线振动幅值小于未安装防振锤的裸导线,但随着张力的增大,防振锤的防振频段收窄,防振效果降低;防振锤的安装位置对导线振动影响较大,防振锤安装位置应兼顾各激励频率下的振动波长;FR-4型防振锤的最佳防振频段为15~25Hz,对于抑制大跨越导线的高频和低频振动效果较差。     

海洋平台往复压缩机振动特征研究

为研究海洋平台往复压缩机的振动特征,应用谐波小波包变换对往复压缩机的振动进行分析,探讨不同频率下振动信号的能量分布特征.结果表明,在水平方向和垂直方向,往复压缩机振动能量主要集中在25 Hz和50 Hz的低频处,其他频率振动能量小,变化平稳;在轴向,往复压缩机振动能量向中高频扩展,在225 Hz处出现较大值.因此,谐波小波包变换可用于往复压缩机振动特征研究.     

剪切型减振器下钢轨振动衰减率及阻尼器调谐分析

通过建立基于谱单元法的钢轨元胞模型,并结合Bloch定理,研究了采用剪切型减振器钢轨的垂向振动衰减率.在此基础上,分析了调频式钢轨减振器(TRD)对钢轨垂向振动衰减率的影响.研究结果表明,剪切型减振器自身的振动特性使钢轨垂向振动衰减率在500 Hz附近出现了新的峰值;铁垫板、轨下垫板对钢轨垂向振动衰减率的影响主要体现在500 Hz以上的高频;剪切型减振器对钢轨垂向振动衰减率的影响主要体现在400 Hz以下的中低频;TRD能够大幅度提高其自身工作频率(取决于TRD质量和刚度)附近钢轨的垂向振动衰减率,装有TRD的钢轨在200～400 Hz内的垂向振动衰减率较未安装TRD时普遍提高了5倍以上;增加TRD阻尼能够有效提高钢轨振动衰减率.     

基于小波分解的基底隔震结构的抗震分析

目的分析基底隔震结构在地震波以及地震波各个频段作用下的位移、等效静力、基底剪力.方法采用小波分解的方法对汶川地震近震区的水平地震动输入加速度进行分解,对基底隔震体系在不同频段地震动作用下进行动力学时程分析,并与未隔震体系进行对比研究.结果隔震结构在0~0.39 Hz、0.39~0.78 Hz、0.78~1.56 Hz等低频段作用下的位移反应远远大于6.25~12.5 Hz、12.5~25 Hz、25~50 Hz、50~100 Hz等高频段的位移反应,在6.25 Hz以上的频段,出现隔震结构的位移小于未隔震结构的位移,等效静力也是如此.在卧龙波以及各个频带作用下,隔震结构基底剪力远远小于未隔震结构的基底剪力.结论相比未隔震结构而言,基础隔震结构大大地降低了上部结构的地震反应,低频段地震波对结构作用很大,高频段可以放大高阶振型的作用,而隔震层起到一个低通滤波器的作用,可以滤去地震波的一些高频成分.     

振动激励下地铁沿线建筑物振动测试与数值分析

对广州地铁三号线沿线临近建筑物的振动响应进行了实测,并结合数值计算研究了地铁振动在建筑结构内的传播规律.研究结果表明:在框架结构中,随着建筑物高度的增加,振动峰值逐渐减小;地铁振动在建筑物内引起的振动时程的频率集中在30~80 Hz频段内,以30~50Hz频段为主;结构内部构件柱的振动衰减要比周边构件更加显著,柱上的梁越多,能量的损耗就越大;地铁振动引起的加速度值有可能对建筑物中使用人群的舒适度造成影响.     

超低频绝对振动的光纤传感技术研究

针对目前用于绝对低频振动测量的传感器在测量超低频(1 Hz以下)的绝对振动时,其输出信号完全被“淹没”的缺点,提出了一种基于光纤的超低频绝对振动速度传感器技术方案.从传感器的力学模型出发,导出了传感器谐振结构的动态模型,对传输光纤出射光光强分布的线性度进行了分析,得出了输出信号与振动输入信号的关系.实验结果表明,此传感器与惯性磁电式速度传感器相比,在低频段具有更高的灵敏度.     

高架地铁列车环境振动传播规律的数值模拟

为研究地铁诱发的环境振动在周围土体和邻近建筑物内的传播规律,建立了31自由度地铁车辆模型以及桥梁-土体-建筑三维有限元模型,并进行了数值研究.首先,通过三角级数法获得可靠的轨道不平顺谱,建立车辆-轨道动力学模型,得到车辆随机振动荷载时程谱;然后,将荷载时程谱加载到桥梁-土体-建筑三维有限元模型上,计算得到周围土体和临近建筑内关键点位的振动幅值,并对计算结果进行频谱分析,获得各点的振动功率谱函数.研究结果表明:地铁环境振动在地面上的传播存在明显的方向性,竖向振动占主导地位;高层建筑12层以上部分需重点考虑水平面上的振动;传播过程中10 Hz以上的高频振动衰减较快,距轨道中心30 m以外的环境振动以低频振动为主.     

地铁隧道列车振动特性试验研究

为获取隧道内列车荷载的振动特性,对某地铁区间隧道进行了试车试验.分析了扣件类型、列车运行速度等因素对荷载特性的影响;基于隧道断面的实测结果分析了其振动传播规律.结果表明:当地铁列车以60km/h通过时,实测振动源强均值为70.41dB;沿隧道断面的振动幅值逐渐减小,且荷载的高频分量逐渐衰减,钢轨竖向加速度最大,且以100Hz以上的高频分量为主;道床顶面和隧道基底的振动量值接近,且远大于隧道侧壁;随着车速增加,各测点的竖向分频振级逐渐增大,且低频段的振级增加更为显著,但车速的增加并未改变荷载的主频段,且随着车速增加,道床与隧道侧壁之间的振动传递损失增大;扣件类型对荷载的分频振级有较大影响.     

TBM滚刀动、静载荷组合破岩数值模拟

在对TBM破岩实际工况的合理简化基础上,采用颗粒流软件建立动、静载荷组合破岩数值模型,从微观裂纹发育与宏观损伤断裂角度出发,研究动、静载荷作用下单滚刀破岩特性。研究结果表明:在不同频率及速度振幅动、静载荷作用下,TBM滚刀切削扩展模型与钝刀切削扩展模型相类似,主要差异体现在密实核与损伤区域面积和宏观裂纹发育之上;在多数情况下,动、静组合加载有利于剪切微裂纹的发育而不利于张拉微裂纹发育;动、静载荷会在一定程度上增大密实核与损伤区域面积;中低频时,中间裂纹长度与频率成正比,而高频时中间裂纹长度与频率成反比,高频不利于中间裂纹发育;当频率小于等于2 Hz时,中间裂纹发育与速度振幅成正比,而当频率高于2 Hz时,利于中间裂纹发育的速度振幅为0.4 mm/s;低频大速度振幅加载有利于侧向裂纹发育,高频大速度振幅加载不利于侧向裂纹发育。     

组合屏障在地铁沿线环境振动控制中的应用

隔振空沟、刚性填充屏障和柔性填充屏障在不同方面应用各有一定的局限性.建立适合于某城市地铁振源参数和沿线场地条件的车轨垂向耦合数值模型和隧道-土体有限元模型,设计3种组合屏障,对至隧道中心一定水平距离设置组合屏障后不同位置的地表面进行了隔振效果预测分析.结果表明:采用合适的组合屏障,能在相应的频段内有效的降低环境振动至合理限值区内;混凝土中空屏障的有效隔振频段为5～15Hz,克服了刚性填充屏障有效隔振频段距离影响的同时,对中高频段的振动放大效应也有了明显抑制作用;混凝土泡沫屏障兼具刚性和柔性填充屏障的隔振行为,除25～40Hz频段外,表现出较为稳定的隔振效果,特别是远距离的中高频段;泡沫混凝土中空屏障除25Hz的单点外,全频段在不同距离上拥有更加稳定隔振效果,不仅能将刚性填充屏障的中低频隔振优势发挥至屏障后更远场地,而且能有效提升中高频段的隔振水平.研究成果可针对相似于该城市场地条件,为不同设计施工条件下地铁沿线场地隔振提供参考.     

不同光刺激对大脑α同步程度影响研究

为研究光刺激下大脑α神经振荡与光刺激的相位同步程度,选取低频段(f_I±3 Hz),中频段(2 f_I±3 Hz),高频段(4 f_I±3 Hz)(f_I为大脑自发α波频率)为光刺激频率,以大脑α神经振荡和光刺激相位差的归一化香农熵为评测指标,研究大脑α神经振荡与光刺激相位同步程度随光刺激频率和强度的变化规律。研究结果表明:光强度相同时,低频段光刺激产生的α同步程度最高,中频段次之、高频段最小;在一定光照强度范围,刺激频率相同时,α同步程度和光强度成正比。此外结果还表明,高频段范围内,频率为4 f_I(中心频率)光刺激诱发的α同步程度最高;当光刺激频率小于(大于)4 f_I时,α同步程度和光刺激频率成正比(反比)。中、低频段内α同步程度和光频率的关系也具有和高频段相同的变化特性。这一变化特性与非线性同步理论中阿诺德舌头图描述的规律相符合。     

生物液膜振荡器中的振动共振

通过数值模拟的方法研究了生物液膜振荡器在高、低两种不同频率信号作用下的振动共振现象。结果表明：体系线性响应随高频信号振幅的变化发生了多重振动共振,且低频信号的频率越低,系统的多重振动共振强度越大。体系线性响应随高频信号频率的变化可以发生高频频率依赖的多重振动共振,体系对大振幅低频信号的放大程度要比小振幅低频信号大;低频信号频率越低,系统的高频频率依赖的多重振动共振强度越大。通过负反馈机制可以有效调节体系多重振动共振峰的个数和高频频率依赖的多重振动共振的强度。当低频信号的频率等于高频信号的频率时,体系可以发生类频率共振强化的振动共振。     

钢弹簧浮置板轨道的随机振动分析及参数优化

通过构建车辆-钢弹簧浮置板轨道垂向耦合模型,计算分析了扣件(隔振器)刚度和阻尼对钢弹簧浮置板轨道频域随机振动的影响规律,为钢弹簧浮置板轨道关键设计参数的合理选择与组合优化提供理论依据.研究结果表明:a.在钢弹簧浮置板轨道垂向位移满足规范要求的前提下,尽可能降低扣件与隔振器刚度;b.扣件阻尼增大能够降低浮置板轨道及其下方基础20~65 Hz的中高频振动,但同时会放大其80 Hz以上的高频振动,建议扣件阻尼系数的取值范围为50~100kN/(m·s~(-1));c.隔振器阻尼增大可略微降低浮置板轨道基础5~16Hz的中低频振动,但同时会显著放大其20Hz以上的中高频振动,建议隔振器阻尼系数应控制在55~75kN/(m·s~(-1))范围内.     

转子叶片裂纹扩展故障诊断实验研究

设计了旋转机械振动监测实验台，通过实验采集了不同裂纹宽度的转子叶片裂纹振动信号，应用小波包分析技术对采集到的振动信号从低频到高频作4尺度小波分解，通过信号的小波包分析谱、信号的小波包分解频段细化图、信号频段小波重构波形对叶片裂纹扩展进行识别、分析，结果表明：叶片裂纹存在高频冲击，并且表现为轻微的颤动、裂纹扩展、振动加剧，当裂纹宽度为叶片宽度的一半时，裂纹迅速扩张，叶片很快断裂．这就为转子叶片裂纹故障的监测与诊断提供了依据．     

特高压输电线路的大截面导线微风振动特性

为了掌握用于特高压输电的大截面导线JL1X1/G2A-1520/125-481的微风振动特性,对该型导线建立微风振动控制方程,编程计算了8~80 Hz频段中16个等间距频率点处导线的双振幅值、允许振幅、单位功耗等风振特性,并利用波腹处的最大振幅确定了导线悬挂点在各频率点的动弯应变与动弯应力。研究发现:在自阻尼振动情况下,该型号导线双振幅值随频率增加先增加后降低,在20 Hz附近达到最大值,当振动频率为20~40 Hz时,导线的振动幅值超过其允许幅值;导线的单位功耗随振动频率的增加先增大其后降低,在40 Hz附近达到峰值;在20~40 Hz频段,导线的动弯应变与动弯应力水平偏高,超出了容许值。与普通截面导线的10~20 Hz危险频段相比,大截面导线JL1X1/G2A-1520/125-481的危险频段后移至20~40 Hz,此型号导线的防振消振方案应该重点考虑20~40 Hz频段。     

环境振动作用下修复后南京鼓楼的动力响应现场实测

为探究环境振动作用下古建筑的动力响应水平,对修复后的南京鼓楼进行现场实测,通过对实测数据进行时域和频域分析,研究交通振动作用下鼓楼的动力响应特性。结果表明：现场实测未发现鼓楼出现振动超限现象,地铁通过时主要引起的是竖向振动,但交通振动作用引起鼓楼结构的水平向振动比竖向振动更为突出;鼓楼受交通振动影响的主要频率范围为10～50 Hz,但振动能量在古建筑中的衰减规律因材料而异,对于古砖砌体结构,超过40 Hz的交通振动对其影响较小,对于古木结构,超过160 Hz的交通振动对其影响较小;在鼓楼碑楼一层顶区域内,在50～512 Hz的高频段内存在一个竖向振动放大区,并在20～160 Hz的高频段内存在一个水平振动放大区。     

铁路车轮结构动力学分析与仿真

本文采用国内铁道客车用外径为915D的s型辐板车轮为研究对象,利用Ansys有限元软件建立车轮三维有限元模型,分析车轮的固有特性（模态）,得到车路在固有频率下的振型,并总结出了标准车轮的振动特性及其规律.进行了车轮谐响应分析,并得到加速度和位移导纳幅值.研究结果表明：车轮的模态分析中,频率在0～300 Hz范围内车轮几乎没有变形;在300～1000 Hz范围内,车轮主要表现为踏面的轴向振动;在1000 Hz以上时除了踏面的扭摆振动,开始出现辐板的轴向和径向振动,在高频段内辐板和踏面是车轮的主要振动部位.并且由于车轮模型的对称性,使得车轮各阶模态振型左右对称.车轮的谐响应分析中,在8～1000 Hz的低频段,车轮辐板以面外振动为主,对应的轴向位移导纳比径向位移导纳大.在1000～4000 Hz的高频段范围,以面内振动为主,对应的径向位移导纳更大.车轮在8～4000的计算频域内的共振频率较多.在每个共振频率后,都对应出现一个响应很低的反共振频率.     

基于MHD角速度传感器的面阵相机模糊图像复原

在轨卫星平台上普遍存在着宽频带、低幅值的微角振动，随着对航天相机探测能力和遥感图像空间分辨率要求的不断提高，微角振动对星载光学系统成像质量的影响更加突出．针对高频微角振动造成的图像模糊问题，提出使用磁流体动力学(magnetohydrodynamics,MHD)角速度传感器测量面阵相机受到的微角振动，并根据面阵相机角运动信息构建点扩散函数，进一步采用基于全变差正则化的图像复原算法实现图像复原，从而提高图像质量．首先，在分析航天相机受到微角振动干扰产生像移原因的基础上，建立像移模型，并根据像点在焦平面上的移动轨迹构建点扩散函数．其次，搭建实验系统模拟航天相机在微角振动环境下的成像过程，在垂直于光轴的方向上施加单频正弦角振动干扰，并使用MHD角速度传感器进行探测．最后，利用基于全变差正则化的图像复原优化算法对模糊图像进行复原，并基于图像的调制传递函数对复原图像质量进行评价．实验结果表明：当微角振动频率在20～300 Hz内，且产生的像移在13个像元以下时，复原图像的调制传递函数积分面积可达到静态图像积分面积的90%以上，图像细节清晰，对比度得到明显提升．对同一频点进行多次重复实验，结果表明...     

基于声辐射控制的板结构优化设计

分析了影响板结构声辐射的主要因素,得出了结构振型主导中低频声辐射、振幅决定高频辐射的结论.根据分析结果,针对中低频提出了板结构的振型优化方案;针对高频段提出了振幅优化的方案.对一典型板结构,使用这2种优化方法对其不同频段的声辐射进行了优化的数值计算,计算结果表明,振型优化法在中低频段效果较好,而振幅优化法则更加适合于高频段的声辐射控制.