城市交通诱发地面振动测试时域分析

针对日益严重的城市交通所引起的环境振动问题,主要基于广州火车站附近高架路诱发沿线地面振动的现场实测,并包括动车组通过时的测试,通过对实测数据进行深入分析,总结出高架路诱发环境振地的传播规律,在最小二乘准则条件下,提出了更加符合环境振动实际传播特征的衰减经验公式。分析结果表明:竖向振动幅值高出水平向较多,在评价环境振动时,应以竖向振动为主;高架路诱发环境振动和动车组诱发环境振动均呈现脉冲响应特征;高架路诱发环境振动随距桥墩距离增加,脉冲响应特征快速消失,而动车组诱发环境振动的这个特征则相对不明显;存在局部振动放大区域;相比传统经验衰减公式,本文提出的环境振动经验衰减公式更能反映实际环境振动波的传播特点。     

动量轮诱导的卫星地面微振动特性研究以及在轨仿真分析

目的探索整星微振动传递特性及其影响因素,为降低或控制微振动对卫星相机成像质量的影响提供手段。方法利用某卫星结构,在卫星固支与悬吊两种边界状态下,开展不同动量轮转动组合状态的地面微振动环境试验。根据试验数据,分析从振动源到相机的传递比、卫星固支与悬吊的差异、卫星结构与转动部件分别对振动谱的贡献。利用卫星有限元模型,通过修改地面模型、添加组件等方式使其符合在轨状态,从而开展在轨微振动仿真分析。结果得到了动量轮各工作状态下的星上微振动加速度环境数据。根据数据分析结果,卫星边界固支与悬吊都附加了低频的振动,而星上微振动在动量轮转动频率外更包含了卫星结构的耦合振动。从振动源到相机的微振动传递都具有衰减特性,传递比为0.03~0.475。微振动仿真分析给出了相机微振动转角和影响。结论相机的微振动主要取决于最大扰动的动量轮。从振动源到相机的微振动传递中,传递界面的阻尼对微振传递比影响较大,其次为距离的影响。根据此卫星微振动传递特性提出了的微振动抑制手段有效降低了相机处的微振动大小。在轨状态仿真结果显示太阳翼低频振动耦合引起相机约0.1像素的振动。     

重庆地铁岩石隧道环境振动衰减规律

本文研究了重庆地铁岩石隧道环境振动衰减规律，并预测了重庆地铁振动的影响范围和程度。     

当前我国环境振动研究工作中急需澄清的若干概念

本文针对当前我国环境振动研究和测量工作中,有关基准加速度、振级、z振级、铅垂向z振级等经常混淆不清的概念作了说明和解释,并指出了环境振动测量工作中须注意的事项。     

典型结构振动-加速度综合环境试验研究

目的研究多种典型结构在振动-加速度综合环境下的响应规律,证明开展振动-加速度综合环境试验的必要性。方法采用试验研究的方法,对比单一振动环境和振动-加速度综合环境下典型结构响应特征的差异。结果试验结果表明,振动-加速度综合环境下结构表现出的响应特征可能会与单一振动环境下的完全不同。结论振动-加速度综合环境更加接近产品的真实使用环境,综合环境试验能够发现单一环境无法暴露的问题,在产品研制中的作用无可替代。     

地铁及地面交通环境振动实测与数值模拟研究

选取某城市具有代表性Ⅱ类场地地铁与道路交通重合段,对环境背景、地铁单独通过、重载车辆单独通过、地铁和重载车辆同时通过开展振动实测,利用Z振级和1/3倍频程频谱进行数据分析,同时建立简化有限元数值模型,并将模拟结果与实测结果进行对比分析以评价沿线环境振动影响.结果表明,简化理论分析模型可基本满足工程应用要求;地铁与重载车辆引发的环境振动衰减规律总趋势是随着水平距离的增加而呈现先迅速后平缓的减小过程,有地铁作用时,30m附近存在振动放大区;地铁与重载车辆单独作用时存在稳定的环境振动主频分别为50~60Hz和16Hz,两者共同作用存在变化范围为16~80Hz的不稳定特定主频,其变化规律符合交通类型的主导地位;当水平距离超过60m后,环境振动体现场地卓越周期,可忽略地铁及重载车辆振动影响;对于加速度频率在1Hz内的低频振动,距离和交通荷载类型的影响均不明显.研究成果可为地铁及地面交通选线设计和沿线环境振动及控制提供工程参考和理论预测依据.     

加速度计在振动试验中的应用

加速度计是一种产生与加速度成正比输出的传感器,也是振动试验系统中必不可少的组成部分。介绍了加速度计的基本原理和选型,对其在振动试验中的使用进行了讨论,并着重介绍了加速度计在综合环境下的应用。     

振动离心复合环境下结构响应试验研究

目的研究振动离心试验系统复合功能下的振动台体、吊篮连接装置、离心机机臂端头及机臂中部的结构振动响应特性及传递规律。方法根据复合振动激振系统在不同工况下,测量离心机机臂、连接装置等部位的加速度响应,以振动台体为基准,计算被测部位相对于台体的振动加速度传递比。结果在振动离心复合功能运行时,振动响应沿台体、吊篮连接装置、机臂端头到机臂中部逐级衰减,机臂中部处振动响应最小,响应传递比呈衰减规律;振动复合试验中机臂沿径向传递比为2.3%、沿切向传递比为2.6%;在正弦拍波试验中,机臂沿垂向传递比为2.3%,沿切向传递比为3.1%,传递比随拍波频率增大而变化;地震波试验中机臂沿垂向传递比为9.4%,切向传递比为2.9%。结论通过试验分析得到振动离心复合下离心机结构连接装置、机臂等位置的振动响应和传递规律,结果可为大型复杂离心机结构设计及模型修改等提供数据支持。     

装备典型舰载平台振动环境严酷度分析

目的为了正确识别舰载环境。方法采用INV3062T2数据采集系统,在典型舰载平台上实测了装备在舱室内的振动环境。结果数据表明,舱室内各方向上的振动加速度是一个正态随机变量,得到了各方向加速度峰值和振动加速度谱密度。结论分析表明,舱室内典型振动环境属于I型,是一类长期存在但量值较小的振动环境。     

OMEGA算法在导弹振动工程中的应用

目的研究位移、速度和加速度谱之间的转换关系,给出三者功率谱密度之间的转换公式,进而用于导弹运输振动环境的设计。同时,研究加速度信号转换为振动位移的方法,并应用于导弹舱内单机设备安全间隙的设计。方法利用OMEGA算法,首先将加速度传感器测得的加速度时域信号转换成加速度频域信号,随后将加速度谱转换成位移谱,并计算位移谱中每个谱线对应的幅值、相位和圆频率,最后将各位移分量简单叠加得到振动位移的时间历程。结果采用该方法计算了高速公路上导弹的运输振动位移功率谱,并得到垂向、横向和纵向的峰-峰位移分别为3.32,0.46,2.14 mm。同时,计算了飞行环境下导弹舱内单机设备的振动位移,与所测得位移在幅值上相当,时域曲线形态一致。结论该方法能够很好地应用于导弹振动工程设计。     

内埋弹舱典型结构振动响应分析与试验验证

目的提高隐身飞机内埋式弹舱结构,在武器发射时由于气流的强烈扰动产生极高的噪声和结构振动环境下的使用寿命。方法选取内埋弹舱典型结构进行随机振动响应分析,根据分析结果确定加速度传感器和应变花布置位置,并进行地面振动台振动试验验证。结果频率计算结果与扫频结果较为接近,加速度计算结果与试验结果最大误差为23.2%,应力计算结果与试验结果的平均误差基本在20%以下。结论试验前后试验件未发现工程目视可检裂纹等破坏现象,达到了规定的抗振能力,表明内埋弹舱采用的加筋结构形式合理,有限元计算结果能够满足动强度在工程上的计算精度要求。     

多层阻尼复合板常温贮存5年性能研究

目的分析多层阻尼复合板常温贮存5年的性能变化。方法对多层阻尼复合板进行常温下贮存5年的减振性能研究,通过贮存前后的正弦扫描试验和随机振动试验,获得贮存前后多层阻尼复合板的减振性能和模态变化,进行对比分析。结果阻尼复合板常温贮存5年后,径向模态有较大的下降,法向模态变化较少,组件上的加速度响应基本无变化。结论该多层阻尼复合板常温贮存5年后仍然满足要求。     

再入飞行振动环境试验等效性探讨

目的提高再入体实验室模拟再入飞行振动环境的等效性,确保地面环境试验结果的可靠性。方法首先分析再入飞行过程中受脉动压力等因素影响诱发的振动环境载荷特征。其次,基于飞行实测数据,分析再入飞行振动响应的空间分布规律和频域能量分布特征。最后,将飞行试验实测数据与传统实验室振动模拟试验结果进行对比,从载荷传递规律、空间分布规律、频谱特征等方面对主要关注区域"天地"响应存在的差异进行探讨,研究实验室等效模拟再入飞行振动环境的因素。结果针对特定的再入体结构,设置有限等效响应目标点,通过对试验系统动态特性分析、夹具优化设计、试验控制方式、振动台激振模式等多方面综合研究,可以提升再入飞行振动环境模拟等效性。结论提出了以"天地一致性"为目标的工程可行措施和实验室振动试验等效原则,为再入飞行振动环境的实验室等效模拟提供了支撑。     

典型机载设备加速振动试验应用方法研究

目的为了提高加速振动试验方法在高新军用装备中工程化应用的准确性和可操作性。方法由于在合理的加速等级下,较大的振动能量可能导致试件局部振动疲劳累积损伤机理发生改变,因此在传统加速振动试验中充分评估结构试件的频率响应特性,得出一种修正的加速振动试验方法。首先结合计算机辅助分析手段对试件进行模态分析及频率响应分析,识别试件的薄弱部位。其次利用结构动力学特性测试手段,对薄弱部位的实测动态特性进行分析,并对超出加速响应限的加速度幅值进行修正。结果以典型的机载设备结构作为研究对象,将试件薄弱部位的频率响应幅值控制在合理的放大系数范围内,保证加速破坏机理的一致性,修改后加速振动试验结果与长周期正常等级振动试验结果特征一致。结论该方法符合国军标中振动试验方法的有关规定,可在装备研制过程中对设备结构部件的加速振动试验加以工程化应用。     

高超声速导弹随机振动响应分析

目的 研究某高超声速导弹飞行过程中的振动状态,获得导弹在给定压力载荷下的振动响应特性。方法结合有限元分析、随机振动理论,利用三维软件构建导弹有限元模型,并在Ansys Workbench平台对其进行模态分析及谐响应分析。基于模态分析结果,对导弹进行随机振动响应试验,探究导弹在频域及力学上的振动响应特征。结果 计算得出导弹前六阶固有频率和振型,获得导弹上一检测点在给定振动激励载荷下的加速度响应曲线,并得到导弹整体结构的应力分布云图。结论 导弹模型强度符合要求,导弹在振动激励载荷下的加速度响应峰值均出现在380～400Hz,应力极值出现在导弹尾部区域,在此区域内,导弹更易产生结构性损伤。在飞行器地面环境模拟试验中,应着重考虑此频域及位置的振动条件。     

飞行器振动环境参数测量系统比对试验研究

目的验证飞行器振动环境参数测量系统的匹配性及协调性。方法设计考虑动态环境影响因素的振动环境参数测量系统的比对试验方案,开展灵敏度检测及不同量级工况下的试验,获取测量系统的振动加速度。对比试验控制输出、飞行器振动环境参数测量系统、地面参照系统的测量结果。结果振动环境参数测量系统除Y1通道外的测量结果与试验控制输出、地面参照系统的测量结果的误差均在5%以内,而Y1通道的误差最高为27.2%。通过分析可知Y1通道的误差是由于灵敏度设置问题导致的。结论比对试验能够验证测量系统的匹配性和协调性,通过试验分析能够得到飞行器振动环境参数测量系统的测量误差水平,为飞行器振动环境参数测量系统的应用提供了数据支撑。     

基于六自由度道路模拟技术的座椅加速试验方法

目的 通过六自由度振动试验台对座椅进行道路模拟加速试验。方法 在整车试验场采集座椅与地板安装位置处六个方向的加速度谱,进行去毛刺、漂移等初步处理后,将加速度谱的幅值放大,得到真实损伤放大后的加速度谱。在六自由度振动试验台上分别采集原始和放大后的加速度谱下相同点位的应变谱,通过危险截面法分别计算出原始和放大后加速度谱下各点的真实损伤。以各点的原始路谱真实损伤值作为横坐标,放大幅值后路谱的真实损伤作为纵坐标,通过曲线拟合将各点拟合出一条直线,直线的斜率即为放大后加速度谱损伤实际放大的倍数,总循环次数得到相应倍数的缩减。结果 通过验证,将路谱幅值放大1~1.2倍左右,总损伤放大1.5~2倍左右,试验时间缩短为原来的1/2~2/3左右。结论 通过该方法在原有的座椅六自由度道路模拟试验的基础上,进一步缩短了试验时间,减少了试验费用。     

振动离心复合试验系统发展概述

以电动振动台和压电激振器与离心机复合发展为主线,系统总结了以离心机为主体的振动离心复合环境试验系统发展历程以及国内外发展现状,重点介绍了电动振动台与离心机复合的关键技术及难点。最后介绍了振动离心复合环境试验系统发展趋势及展望。