定轴齿轮箱故障振动特性仿真及实验研究

以单级定轴齿轮箱为研究对象,通过多体动力学软件LMS Virtual. Lab建立定轴齿轮箱刚柔耦合模型,研究了定轴齿轮箱平稳型故障和冲击型故障振动响应频率特征。仿真中考虑了故障及故障引起的转速波动对箱体振动加速度的影响,并通过频谱图分析了箱体振动响应信号频率特征。最后实验模拟了平稳型故障和冲击型故障,实测振动响应信号频率特征能够验证仿真分析结果,从而说明了仿真模型的合理性,为定轴齿轮箱故障诊断提供了理论依据。     

发电机端部振动光纤传感测试方法的研究

在理论上建立了光纤加速度传感器的工作模型,推导出了光纤传感器输出光信号受到振动调制的解析表达式,并分析了光纤传感器的输出幅频特性及输出信号与振动加速度之间的线性关系。文中还提出了一种新型的以光纤加速度传感器为基础构成的光纤振动测试系统设计方案,研究成功的光纤振动测试系统成功地应用于上海电机厂125MW和30MW大型汽轮发电机定子绕组瑞部振动测试真机试验,获得了满意的结果。     

流体诱导U形换热管束振动特性数值研究

针对流体诱导振动引起换热器失效问题，课题组在近真实流场下，对多跨、多管束、带间隙支撑的U形管换热器在受到横向流体冲击时的振动特性进行了研究。研究对象是根据GB/T 151—2014《热交换器》设计的3种不同管芯的U形管换热器，管束排列方式为正三角形，中间等间距分布2块圆形折流板。用数值模拟的方法研究了靠近流体冲击出入口管束的振动特性，不同管排数对中心管振动的影响，以及外排管束对内排管束振动的影响。结果表明：U形管换热器进出口处管束在流体横向冲刷作用下振动剧烈，其加速度振幅随流速的增加而增大；随着外层管排数量增加其对中心管振动的抑制作用越明显；外层管排对其相邻的内排管束振动有加强作用。研究可为研究U形换热管振动机理与防振设计提供参考。     

基于刚柔耦合模型的动车组齿轮箱箱体振动特性研究

以国内某型动车组齿轮箱为研究对象,着重研究箱体的振动特性。首先在SolidWorks软件中建立齿轮箱整体结构的三维模型,然后利用ANSYS软件将箱体柔性化,最后在ADAMS软件中建立齿轮系统刚性且箱体柔性的刚柔耦合模型,分析箱体在内部激励下的振动特性。研究结果表明,箱体不同部位的振动特性不同,振动位移较为明显的区域在上箱体顶端和上箱体大齿轮轴承座处,振动速度较为显著的区域在小齿轮轴承座和下箱体大齿轮轴承座处,振动加速度较为突出的区域在小齿轮轴承座和上箱体观察口处。以上研究方法与结论,能够为动车组齿轮箱箱体的结构优化和健康监测提供相应参考。     

电饭煲运输包装设计及跌落仿真分析

为研究电饭煲在流通过程中运输包装的缓冲性能,选择了环保型的缓冲材料发泡聚乙烯（EPE） 为缓冲衬垫、AB型瓦楞纸板为外包装箱进行缓冲包装设计。根据电饭煲的规格和缓冲要求,对缓冲衬垫 和外包装箱的结构进行了计算和设计,并利用Solidworks软件进行建模,并将其导入ANSYS中,设置各层 缓冲包装材料的参数后,进行了自由落体跌落仿真试验;通过分析电饭煲运输包装件与地面接触瞬间的 应力分布云图和最大应力曲线,发现在跌落过程中的最大应力出现在外包装箱与地面接触位置,最大应 力小于电饭煲材料ABS的极限应力。因此,所设计的运输包装满足产品的缓冲要求,达到了保护电饭煲的 目的。     

单自由度系统强迫振动下 Ｋｅｌｖｉｎ模型和Ｍａｘｗｅｌｌ模型的比较

以 Ｋｅｌｖｉｎ模型和 Ｍａｘｗｅｌｌ模型为对象，研究了单自由度系统强迫振动下２种模型的 系统响应。首先，将单自由度强迫振动分为简谐激励下的强迫振动、偏心质量引起的强迫振动 和支承运动引起的强迫振动３种情况，分别在这３种情况下建立了２种模型的运动微分方程，并 得到了系统的解析解。随后，通过解析解得到了振幅放大因子和相位差的解析式，研究了系统 的幅频响应曲线和相频响应曲线。通过比较２种模型的幅频响应曲线，发现在偏心质量和支承 运动引起的强迫振动情况下 Ｍａｘｗｅｌｌ模型在小阻尼时振动控制效果远优于 Ｋｅｌｖｉｎ模型。     

列车编组对桥梁振动和乘坐舒适性的影响

利用三角级数法模拟了轨道的不平顺，采用列车编组和桥梁组合的模型，建立了车桥耦合振动方程。对不同列车编组作用下桥梁的竖向振动和车体加速度进行了研究，结果发现列车编组对桥梁的振动和乘坐舒适性影响很大。通过改善列车编组的方法可以提高车桥耦合振动中车辆的动态性能。     

具有分数阶特性悬架的垂向振动特性研究

选取含分数阶微分项的1/4车辆动力学模型为研究对象,应用拉氏变换法推导出车身加速度、轮胎动载荷和悬架动挠度3个性能指标的频响函数,分析了分数阶微分项参数对悬架振动特性的影响。结果表明,分数阶项参数会影响悬架振动幅频响应特性。应用数值方法计算出非线性悬架系统车身振动幅频响应曲线,研究发现振动幅值随分数阶微分项参数值的增加而减小,悬架动力学性能提高。     

大载荷货梯曳引系统振动研究

为探究大载荷货梯曳引系统的非线性时变振动问题，课题组构建了一种针对货梯曳引系统的非线性动力学模型。该模型综合考虑了钢丝绳、导轨支架系统的时变刚度及承重梁的刚度，对动力学影响较小的因素进行简化；运用Runge Kutta法进行求解并进行了实验验证，分析了货梯不同疏密度的导轨支架对轿厢振动的影响；分析了货物堆叠跌落对曳引系统强度的影响。结果表明：实验所测最大振动加速度与仿真分析数据吻合良好，加速度最大数值误差小于10%，验证了简化模型的准确性；货梯最大应力值随着运行高度的上升而增大，最大为130 MPa，安全系数随着高度增加逐渐减小至5.90，远远小于曳引绳最小安全系数20.94。课题组所提出的方法能较好地反映大载荷曳引系统货梯的振动特性。     

弹性支承下大跨连续梁桥车桥耦合振动响应分析

为探讨弹性支承下梁桥车桥耦合振动响应,用弹簧-阻尼单元模拟支座,采用9自由度三轴空间整车模型,以三跨连续箱梁桥为研究对象,建立车桥耦合方程,利用ANSYS软件二次开发语言APDL进行仿真分析。研究分析了在弹性支承下,支座刚度、路面不平整度、车速以及行车间距对大跨连续梁桥车桥耦合动力响应的影响。研究结果表明,当支座刚度较小时,支座刚度变化对桥梁动力响应的影响较大,而当支座刚度较大时,支座刚度变化对桥梁的动力响应较小;路面等级越低,桥梁振动频率越趋向于低频化,当与桥梁固有频率接近时,动力响应尤为激烈;车速与行车间距对跨中挠度影响不大,对冲击系数与加速度幅值有较大影响,控制行车速度,保持良好车距可以有效减少车桥耦合振动响应。     

基于车致振动响应的无缝线路温度力识别研究

无缝线路温度力过大会导致胀轨或断轨，现场需实时监测钢轨温度力。以钢轨在温度力作用下受到的车致振动加速度为研究对象，提出一种利用多元回归算法拟合温度力特征指标反向识别钢轨温度力的新方法。通过对温度力作用下车致钢轨振动加速度进行希尔伯特黄变换，提取钢轨加速度的HHT灰度时频直方图方差和边际谱在1 300～1 500 Hz内的瞬时幅值变化率作为温度力特征指标，将2指标分别输入到回归算法和灰色算法中，对比钢轨温度力识别误差。结果表明，钢轨所受温度力越大，识别结果的相对误差越小；利用多元回归算法识别温度力的平均识别误差可达到3.24%,相比于灰色预测模型降低了3.54%,为现场实时监测钢轨温度力提供借鉴。     

交通荷载诱发振动传播规律和减振控制

为探究钢轨弹性包覆材料对减小轻轨电车诱发地面环境振动的效果,在采用适合的列车移动荷载模拟方法和合理设置模型参数后,运用ANSYS有限元分析软件建立不同工况下的轨道-地基土结构三维模型,分析在模拟环境下轻轨电车以30 km/h运行产生的环境振动,进行时域分析、竖向振级分析和1/3倍频程分析,并与实测数据进行对比。结果表明:关于列车移动荷载模拟方法,实测分析法获得的模拟数据更贴近实测值;在距轨道中心线8 m内双块式钢轨包覆材料的减振效果最好,当距离超过8 m后不同钢轨包覆材料的减振效果不明显;钢轨弹性包覆材料对于抑制低频环境振动有较好的效果,对于抑制高频振动效果较差,截面形状对于材料的减振性能有较大影响。     

基于加速度频域积分的振动位移测量系统

常规的振动位移监测设备存在价格昂贵、受传感器安装位置以及空间的限制等缺点，很难在工业领域里大规模地推广应用。由于加速度与位移之间存在着积分运算关系，且加速度信号比较容易测量，因此，课题组对加速度频域积分方法进行了研究，并利用LabVIEW虚拟仪器平台和MATLAB开发出一套简易且具有较高精度的振动位移测量系统。为了进一步验证当前系统的有效性，课题组以振动平台作为实验对象，将当前系统测量的位移与数字图像相关（digital image correlation，DIC）方法测量的位移进行了对比研究。实验结果表明所提出的振动位移测量系统具有较高的测量精度。     

尤拉屯高产气井完井管柱振动损伤研究

针对尤拉屯气田典型管柱在生产过程中高速气流诱发的振动问题，展开了管柱振动损伤研究，研究中采用了 大型有限元分析软件ANSYS 建立高产气井带封隔器油管柱振动的有限元模型。利用该模型对管柱进行了振动分析， 分析结果表明：离封隔器越远振动位移、速度和加速度的幅值越大。详细地研究了全井段油管柱的轴向应力变化、屈 曲损伤和中和点变化，同时分析了不同位置和不同产量下，屈曲管柱与套管柱的接触压力随时间的变化关系，为管柱 摩擦磨损损伤机理的深入研究提供了定量的数据。最后对管柱进行了疲劳寿命预测，为管柱振动损伤预防措施的提 出提供了理论基础。     

重载货车刚柔耦合模型的轮轨接触及振动传递规律研究

为研究重载货车振动特性,以我国轴重最大的某型30 t轴重重载货车为研究对象。首先采用有限元方法建立了轮对的弹性模型,进而在UM软件中进行总体集成,建立了考虑与不考虑轮对弹性的货车刚体模型以及刚柔耦合振动模型,给出了柔性体轮对的自由振动模态,以及柔性轮对的建模方法,对比分析了轮轨接触关系以及2种模型不同位置的振动加速度。结果显示,柔性轮对的弹性结构不仅能缓和轮轨之间的刚性作用,而且还缓和了中央悬挂以下的刚性振动,由于中央悬挂发挥了较好的隔振性能,故轮对柔性建模对车体、摇枕的振动影响较小。因此开展轮对柔性振动研究及其动态影响对于重载铁路车辆装备设计具有重要意义。     

振动压实中跳振影响因素的分析

振动压实过程中跳振现象时有发生,使得土壤压实度不均匀,从而造成路面易产生裂缝、沉陷等伤损,影响行车安全。考虑随振土体的质量,建立3自由度振动压路机-土系统动力学模型,推导接地工况下的动力方程解,建立跳振工况下的动态力分段线性方程,分析改变振动压路机的激振力、激振频率以及土壤刚度的变化对振动压实的影响。结果表明,合理改变振动压路机的激振力、激振频率和土壤刚度,可有效抑制跳振产生。所建模型及研究方法为施工作业中合理配置工作参数提供参考和理论支持。     

基于子区间的车-线-桥振动不平顺影响分析

提出了任意子波长区间的轨道不平顺生成方法,讨论了相应时域样本的特性。建立了耦合系统振动方程,对比分析了大波长区间及其子区间不平顺的影响,研究了系统响应的敏感波长。结果表明：轨道不平顺样本的功率谱和解析值一致,不平顺生成方法是合理有效的;轨道不平顺对桥梁位移影响很小,桥梁加速度的敏感波长区间为1～5 m; 0.05～1 m的短波不平顺是轨道加速度的主要激励源,而对车体加速度影响很小。线路养护和维修中应加强对5 m以下波长不平顺的控制;而为提高乘车舒适性,有必要对各种波长不平顺进行控制。     

新型倒立摆悬挂结构滚筒洗衣机振动特性研究

为探究新型倒立摆悬挂结构滚筒洗衣机动力学特性,对其展开振动特性研究。首先对其悬挂系统进行了受力分析,讨论了阻尼器的轴向力和切向力组成, 并建立了其力学描述;进而,采用虚拟样机建立了滚筒洗衣机振动模型,通过二次开发将悬挂系统描述融入整机,并通过实验验证了仿真模型的正确性;最后,仿 真对比传统结构、改进的悬挂结构以及倒立摆式结构的动力学特性。结果表明新型结构对滚筒洗衣机脱水瞬态振动具有明显的改善作用。该研究对滚筒洗衣机的 减振降噪具有一定意义。     

基于LabVIEW 的磨球机振动信号分析系统

轴承球的精度在轴承中起着至关重要的作用,为了得到高精度的轴承球,需要实时监测磨球机的加工状态,而振动信号是反映轴承球研磨状态的重要参数。文中介绍基于LabVIEW平台磨球机振动信号采集、分析处理系统。该数据采集分析系统是由LabVIEW,加速度传感器和数据采集卡组成,该系统能够采集并分析磨球机研磨轴承球时产生的振动信号,从而实现对轴承球的加工精度的实时监测。     

一种粘弹性夹层梁振动的实验和理论研究

本文研究一种粘弹性夹层梁的振动问题。确定了所使用的夹层材料的损耗因子。此夹层梁下梁的弯曲刚度和单位长度质量较之上梁大很多。研究结果表明,常用的简化模型不能正确描述这种夹层材料的动态特性。一种更好的模型被提了出来。