调制式振动对大斜度井减摩阻影响规律

基于钻柱振动与井壁摩阻间的耦合作用研究,依据弹性杆理论,建立大斜度井激发钻柱产生轴向振动减小摩阻的数学模型,分析激振力强度、激振频率、摩阻系数和钻井液黏滞系数对钻柱振动减阻效果的影响。采用正交数值试验对各因素的影响程度进行分析。结果表明:提高激振力强度、频率或降低摩阻系数和钻井液黏滞系数均可提高振动减阻效果,其中激振频率存在最优值;各因素对钻柱振动减阻效果的影响由大到小依次为激振器强度、摩阻系数、激振器频率和钻井液黏滞系数。     

多维力传感器动态实验台电磁激振器建模与电流环PI控制

针对目前因缺少对标定用多维力传感器动态力发生装置的研究,研究一种电磁式动态力发生装置.根据电磁场理论建立电磁激振系统数学模型,通过对非线性系统线性化处理,建立系统的状态空间数学表达式,为系统控制策略研究提供理论依据.针对电磁激振器存在动态响应速度慢、幅值衰减严重等缺点,建立电流环PI控制,实验研究表明,电流环PI控制对系统动态性能有明显改善.     

基于浮框式测力模型的桥梁涡激力特性研究

基于开发的内置浮框式三节段测力模型装置,通过弹性悬挂测振风洞试验测试了某大跨度斜拉桥初步设计主梁断面的涡振响应及对应的涡激力.分析了发生竖向涡激共振的0°与+3°两种风攻角下的数据,验证了内置浮框式三节段测力模型在桥梁断面气动力测试中的可靠性,对比研究了不同风攻角下涡激力与涡激振动响应的测试结果,探讨了锁定区间范围内涡振频率、力与位移之间相位差及涡激力做功的变化情况.结果表明,内置浮框式三节段测力模型可以在风致振动过程中同步测试气动力;所测试得到的涡激力频率在风速锁定区间内与位移响应频率完全一致,同时,模型的竖弯涡激力与涡激振动位移响应之间存在的相位差随风速增大而增大,而涡激力做功有一个先增大后减小的变化过程.     

单端输入多端输出的纵振动转换体的研究

传统的超声振动系统一般为一个换能器连接一套变幅杆(或还有工具头),产生沿长度方向上的伸缩振动,这就意味着一套超声振动系统只能加工、处理一个对象,不利于生产效率的提高.本文提出单端输入多端输出的纵振动转换体,由一个输入杆、纵振动变换器、多个输出杆组成.利用振动转换体输入杆、输出各杆两端面的自由边界条件,以及输入杆与变换器、变换器与输出杆连接处振动质元的纵向力、横向力、弯矩与转角连续条件,推导出了设计振动转换体的频率方程,对转换体的纵振动谐振频率进行了计算,与有限元法和实验测试值基本吻合.将振动转换体与纵振频率为19.80 k Hz的换能器相连接,激光测振仪测试了复合振动系统的纵振谐振频率和谐振频率处各输出杆的振型.结果表明,各输出杆端面为活塞振动.换能器若连接本文提出的纵振动转换体,可以实现纵振动的多端输出,处理多个工作对象.文中分析了实现纵振动的转换原理,并通过计算得到了纵振动转换体的谐振频率与各振动部件的几何参数、角度的关系.     

振动沉桩过程“跳机”现象动力学特性

为了找出振动桩锤在沉桩作业过程中产生“跳机”现象的根本原因,从而采取有效措施解决“跳机”这一工程实际问题,从非线性振动力学的角度出发,建立二自由度分段非线性振动桩-土动力学模型,基于数值积分方法,采用四阶龙格-库塔法运算程序进行数值仿真,研究激振频率、地基土的刚度、激振器上下层偏心块的相位差对振动沉桩动力学特性的影响.结果表明:引起桩端与土有脱离的因素主要是激振力和地基土的刚度,激振力和地基土的刚度越大,则桩端与土脱离的程度越严重;当桩端与土没有脱离时,桩和机架的振动频率与激振频率相等,而在桩端与土有脱离时,机架的振动频率将小于激振频率,桩的振动频率也略有降低,当机架频率降低至一定范围时就会出现“跳机”现象.消除“跳机”现象的措施主要是减小激振力,可以通过适当降低激振频率、减小偏心力矩、增大激振器上下层偏心块相位差的方法实现.     

基于实测响应反推标定非接触磁场激振器激振力

为了拓宽非接触磁场激振器的使用范围,急需对该激振器作用在结构件上激振力的大小进行标定.以悬臂梁试件为例,提出一种基于实测结构件响应以及采用优化技术来标定非接触磁场激振器激振力的方法.首先,给出了非接触磁场激振力的标定原理及方法,即通过迭代计算最小化实测与有限元分析获得的悬臂梁振动响应偏差来反推确定激振力幅.然后,简要描述基于ANSYS软件创建悬臂梁有限元模型及求解振动响应的方法.接着,给出了利用ANSYS软件的优化模块来实现相关激振力幅反推标定的迭代求解过程.最后,针对一款非接触磁场激振器,利用所描述的方法对该激振器激振力幅进行了标定,获得了相关标定曲线以及电压与激振力幅之间的函数关系,展示了所提出方法的有效性.     

一种实现任意频响的激振器控制的方法

本文研究了一种利用双通道ＦＦＴ分析仪和ＰＣ机实现激振器闭环控制的方法。该验结果表明，依照文中所给出的方法构成的振动控制系统，可以精确地补偿激振系统本身的频响特性影响，从而能够使激振器或振动台界出具有任意目标频率特性的波形。     

小型液压激振器的研制

本文研制了一种尺寸和质量都特别小的液压激振器,它能有效地应用于采用其它类型激振器所不能满足要求的激振试验中。 一、小型液压激振器的构造 小型液压激振器的原理如图1所示。它具有两个直径为36毫米高度为25毫米的油缸 (2)和(9),每个油缸的端部焊接着一个直径为 25毫米,厚度为 0.3毫米的弹簧钢薄膜 (3),在薄膜的中央焊接着一个直径为 6毫米,长为 15毫米的销子(4),这两个油缸分别用长为1米,直径为6毫米的尼龙管(6)通过单向阀(10),加压油缸(7)和压力表而连接起来。单向阀的作用是在激振时防止压力表系统对输出激振力的影响。在油缸和管路…     

悬臂杆受简谐激励的主共振响应

基于Hamilton原理,得到了杆受横向简谐激振力作用的非线性强迫振动控制方程组.运用Kantorovich平均法将非线性偏微分方程转化成一组常微分方程,考虑一端固定、另一端自由的悬臂杆模型,采用打靶法得到了主共振的数值结果.详细考察了激振力频率及其力幅对主共振响应的影响,发现了悬臂杆的软弹簧特性.     

连铸结晶器的双源复合激振原理及振动同步控制模型

针对目前结晶器电动激振系统的性能缺陷,提出一种新型双源复合电动激振器.首先阐明双源复合激振器的机构原理,建立结晶器振动系统的运动模型;基于傅里叶级数建立偏心轴式激振器周期速度的表达式,给出结晶器振幅、振频和波形偏斜率的调控方法,并结合双源激振器驱动方式,提出基于双源激振器基本运动参数的工艺同步控制模型;最后以某钢厂板坯...     

六维力传感器动态测试电磁激励力控制电路设计与分析

针对脉冲激励和单位阶跃法测试六维力传感器动态性能时输出力单一,力值大小调节较困难,且负载信号的检测不理想等问题,采用电磁激振原理,致力于谐波激励装置的研制。针对电磁滞后特性,以及电磁激励力随频率增加呈衰减特性,采用双闭环控制方案,即内环为电流环,外环为激励力反馈环,设计了一款六维力传感器动态测试电磁激励力控制电路。该电路测试结果表明电磁激励力输出幅度在传感器工作带宽内保持恒定,完全满足基于谐波激励法六维力传感器动态性能测试要求。     

摩擦阻尼器-拉索系统振动特性试验研究

为研究拉索摩擦阻尼器的减振效果,开展了附加摩擦阻尼器拉索的自由振动和强 迫振动特性试验. 首先进行铜-钢金属摩擦阻尼器模型的力学性能试验,得到螺栓扭矩与摩擦 力之间的关系. 然后进行摩擦阻尼器-拉索系统模型自由振动特性试验研究,由试验测得的自 由振动位移衰减曲线得到对数衰减率,分析得到对数衰减率随振幅的变化规律,并与现有理 论进行对比. 通过快速傅里叶变换和小波变换对自由振动加速度时程进行频谱分析和时频分 析得到模态频率变化情况 . 最后进行拉索-摩擦阻尼器系统的不同激振力-控制强迫振动试 验,通过扫频方式得到拉索振幅与激振频率的关系,研究摩擦阻尼器对拉索共振幅值的影响. 试验结果表明摩擦阻尼器可以有效地减小小幅与大幅激振力时强迫振动的共振幅值;两者相 比,摩擦阻尼器在大幅激振力作用下减振效果更显著.     

低干扰压电双向动态切削测力仪

本文介绍了一种新研制的压电双向动态切削测力仪。内容包括结构设计与特点、 静动态性能检定以及切削试验．新测力仪的结构新颖、简单，装配与调整很方便。在 新测力仪的传载链中采用了可消除干扰的传载方式，使其静态向间横向干扰系数均小 于０．５％．利用激振测力系统进行动态线性、向间横向干扰试验的结果表明，新测力 仪的该两项指标已经达到ＣＩＲＰ静态性能检定的标准．     

双液压马达驱动沉桩系统的自同步理论

提出了一种双液压马达驱动振动沉桩机构,具有待机和沉桩两种自同步状态.介绍了其结构及工作原理,并建立了振动系统的动力学模型.推导出两激振器的无量纲耦合方程以及实现同步和同步稳定性判据,确定出两种状态的系统动力学参数范围.当桩机处于待机时,激振器处于远超共振状态,广义动态对称角为π,两偏心转子的激振力相互抵消;当桩机处于沉桩时,激振器处于亚共振状态,广义动态对称角为0,两偏心转子的激振力叠加.最终通过数值仿真进行了验证.     

汽轮机叶片振动机理及防治

叶片是汽轮机的关键部件,又是最精细、最重要的部件之一.叶片受脉动蒸汽激振力的作用会产生强迫振动,当强迫振动的频率与叶片自振频率相同时即引起共振,导致疲劳断裂.汽轮机叶片激振分为:谐频激振、尾迹流激振、随机激振或宽频带激振、自激振效应及外力激振.消徐和防治汽轮机叶片振动的主要措施为:汽轮机叶片性能的提高和对激振源的控制.     

外圆磨床有效动柔度的测量

本文利用自己研制的双向激振器与常规通用仪器相配合,对一台外圆磨床进行了双向激振测试,求出了试验磨床的有效动柔度曲线,从而为激振试验测试外圆磨床结构动态性能提供了新方法和新装置。     

振动点载荷试验仪的设计

 为了更加科学地研究点载荷循环加载下不同振动频率、激振力对岩石等材料力学性质的影响,提出一种振动点载荷试验仪设计方法。振动点载荷试验仪的支架底部平台上设置了静压加载装置,支架顶部平台上设置了特制的振动电机,竖向设置的上加压锥与振动电机底部铸造成一体,下加压锥与静压加载装置上部的加压活塞相连并可通过隔板中心孔随之上下运动,上加压锥与下加压锥之间放置试件。通过调整振动电机的偏心块夹角及转速,分别得到不同的激振力及振动频率,可测试出试件在不同激振力、振动频率下的点载荷强度及破坏所需时间,进而通过绘图分析可得到使破岩效率最佳且对掘进机截齿损害最小的振动频率与激振力组合。     

仿冲击振动压实装置稳定工作条件

利用自主设计的仿冲击振动压实装置,进行了大量的对比性试验,选取了3种振幅、5种频率分析压实装置的工作状态,给出了不同振幅、频率下垂直激振力随时间的变化曲线。试验结果及理论分析表明:压实过程中,该装置在垂直及水平方向均有冲击作用,大部分工况有跳振现象,但机器工作稳定,压实均匀性及平整度良好;仿冲击振动压实轮不发生跳振的条件是最大激振力F0与压实轮重力G的比值不大于1.3,有跳振但保持稳定工作的条件是1.3相似文献   

利用动量变化率测量流体质量流量方法的研究

提出了一种通过检测流体动量变化率实现其对质量流量测量的新方法．该方法在垂直于流体流动方向上利用激振器激振流体,在流动下游利用检测传感器测量流体动量变化率,从而完成对流体质量流量的测量．实验研究表明,采用该方法可获得流体质量流量呈线性关系的输出电信号,与所进行的理论分析相一致．讨论了振动振幅对测量输出信号的影响     

套管柱在钻井液-水泥浆耦合系统中振动特性的数值模拟

利用ANSYS Workbench数值模拟软件分析了油井环空内套管柱共振响应特性,研究了振动波在套管柱-钻井液-水泥浆耦合系统中的传播规律。结果表明,套管柱共振频率随自身长度的增加而逐渐减小;套管柱底端振幅随频率、套管壁厚的增加而减小,随激振力的增大而增大;振动波衰减曲线分为快速衰减和缓速衰减两部分,振动波衰减速率随激振频率、套管壁厚的增加而逐渐减小,随激振力增加而加快;"强激振力+薄壁套管+低频"组合下共振效果明显,适合改善局部井段固井质量,而"弱激振力+厚壁套管+高频"组合振动波作用距离较远,适合提升长井段固井质量。