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。     

高速土工离心机温升的数值模拟

目的 数值计算高速土工离心机机室温度分布,研究不同真空度和侧壁温度对机室温升的影响,并为高速土工离心机提出温控方案。方法 针对一款在建的高速土工离心机,采用SRF方法和RNG k-ε湍流模型对其进行数值计算,对比不同转速下离心机的温升。针对加速度为1 500g的运行工况,对比不同机室压力和侧壁温度对机室温升的影响。结果 高速土工离心机以1 500g加速度运行时,机室最高温度可达83 ℃。运行压力从100 kPa降至3 kPa,机室最高温度下降约15 ℃,侧壁温度每降低10 ℃,机室最高温度降低约5 ℃。另外,真空度配合侧壁冷却无法满足散热要求时,可考虑在机室顶部靠侧壁布置面积不小于顶部面积1/4的冷却环。结论 利用CFD数值计算方法,定量得到了高速土工离心机机室温度随转速、真空度和侧壁温度的变化,为其冷却方案的设计提供了参考。     

综合预应力与陀螺效应的TLJ500土工离心机模态分析

目的 分析获得离心机运转时各综合效应对其模态频率的影响.方法 从理论上推导结构在无离心场时,仅考虑预应力刚化效应和仅考虑旋转软化效应与综合考虑各效应时结构固有频率之间的关系.建立TLJ500土工离心机静止状态及运转状态的有限元模型,并根据TLJ500静止状态的模态试验结果对有限元模型中主轴轴承部位的材料参数进行修正识别,获得可信度更高的模型.再将修正识别得到的主轴轴承参数代入离心机运转状态的有限元模型,开展离心机运转状态的模态分析,结合理论分析结果,计算得到综合考虑预应力刚化效应与旋转软化效应时离心机关心模态频率的结果.结果 运转状态TLJ500离心机关心模态频率计算结果与试验结果比较一致.结论 仿真结果验证了文中方法的可行性,为离心机临界转速设计提供了一种可信的数值模拟预测方法.     

重型车辆柴油机起动工况燃油喷射实验研究

目的研究重型车辆柴油机机械泵起动工况的喷油规律。方法基于Bosch长管法搭建某重型车辆柴油机机械泵起动过程燃油喷射规律测试台架,分析起动过程中,不同转速工况条件下,喷油泵端压力、喷油速率和喷油持续期的变化规律,结果随着起动过程喷油泵转速的升高,泵端压力的峰值增大36.18%,峰值相位前移-13.9°(CA),喷油速率加快。喷油泵转速稳定后,泵端压力曲线和喷油速率曲线形状也随之稳定,喷油速率的变化规律与泵端压力的变化规律保持一致。起动过程中,喷油持续期随平均转速的上升逐渐延长,循环喷油量趋于稳定。结论在起动工况低转速条件下,机械喷油泵的循环泵端压力峰值较小、相位靠后,循环喷油速率低且相位靠后,喷油持续期较短,同时循环喷油量较小,起动性能较差。随着喷油泵转速的上升,循环泵端压力、循环喷油速率、喷油持续期和循环供油量趋于稳定,柴油机达到更容易起动的状态。     

振动-离心复合下土工离心机的 工作模态试验分析

目的获得离心机静止及不同运行状态下的动态特性。方法通过离心机常规模态试验,采用SIMO识别方法,利用力锤产生瞬态激励,计算出激励点与响应点之间的频响函数,通过模态拟合,得到结构的模态参数(频率、阻尼和振型)。进行离心机工作模态试验,测量结构响应并经放大变换,选择2个以上参考点进行互谱分析,获得工作模态参数。结果离心机静止时前两阶模态为绕y轴和绕x轴偏摆,频率分别为3.23、9.94 Hz,本身一阶弯曲频率为11.17 Hz。不同转动加速度下,离心机一阶工作频率为转动频率;二阶工作模态振型为绕y轴偏摆,频率随着转速的升高而增大。结论通过模态试验分析,获得了该离心机静止及不同运行状态下的模态参数,可为有限元模型修正、结构设计及优化提供参考。     

捷联惯导减振系统的耦合振动研究

目的研究耦合振动对捷联减振系统的影响。方法建立惯导减振系统动力学模型,并在有限元分析软件中对系统进行模态分析,然后通过扫频试验对比有无偏心情况下的响应。结果安装中心与弹性中心的不重合是导致线振动和角振动耦合的原因。结论对工程中减振器的安装提出了3个方面的要求,尽量保证弹性主轴与惯性主轴重合,避免偏心;增大安装半径,提高角振动与线振动频率比值;增加轴套等定位设备,增加寿命和精度。     

高动态离心机系统建模与仿真

高动态离心机是用于惯性部组件测试和考核的动态惯导测试设备,通过主轴变速旋转或改变仪器舱到主轴的距离等方式,在仪器舱内产生快速变化的加速度场,从而模拟部件或组件使用时的加速度环境。以某高动态离心机研制为背景,介绍了该设备的系统建模与仿真过程。通过在Simulink仿真平台上对设备机械系统、电机调速系统和系统扰动因素等模块化建模和时域仿真,预测了设备在不同设计参数和不同扰动条件下的时域动态特性,为系统设计和优化提供了详实完备的仿真数据支持。     

基于CFD方法的土工离心机数值建模

目的 研究湍流模型和旋转域划分对土工离心机数值计算的影响,以建立适用于土工离心机计算的数值模型。方法 针对一款有实测风阻功率的土工离心机模型,分别采用SRF和MRF方法进行建模,选用标准k-ε、RNG k-ε和SST k-Omega湍流模型,对不同转速下土工离心机室内流场进行数值模拟,对比计算所得风阻功率、流场及温度场分布。结果 标准k-ε模型和SST k-Omega模型对湍流黏度的过度预测会导致计算所得土工离心机风阻功率偏大。中低转速下,旋转域的划分对计算结果的影响较小,但采用SRF方法计算所得的风阻功率与实验值更接近。结论 通过对比实验结果,为土工离心机计算建立了较为可靠的数值模型,并通过对比流场分布分析了因湍流模型选择引起计算误差的原因,为土工离心机数值模拟提供了思路。     

不同载荷下轮式车辆运输振动数据预测模型研究

目的为便于执行GJB 150A进行车辆运输振动试验,研究了不同载荷下运输振动数据预测模型。方法对模型的特点和适用范围进行了分析;运用该模型分析了不同载荷下运输振动试验的试验数据规律。结果随着载荷的增加,运输振动逐渐减小,能够反映轮式车辆不同载荷下的运输振动规律,给出了运用该模型对不同载荷下车辆运输振动数据的预测方法。结论该模型简单实用,在执行GJB 150A进行运输振动试验过程中,若直接引用标准中的数据,可以采用该模型对不同载荷下的运输振动试验数据进行预测。     

基于粒子群优化的WA-SVM模型在滑坡位移预测中的应用

针对滑坡位移时间序列含大量噪声、具有明显的非线性等特征,本文提出了一种基于粒子群优化(PSO)的小波分析(WA)-支持向量机(SVM)滑坡位移预测模型(即WA-SVM模型)。该模型在混沌分析的基础上,首先用WA将滑坡位移序列分解成不同频率的分量,然后采用PSO算法优选SVM模型参数,并利用SVM模型预测各分量值,最后将各分量预测值组合得到最终预测值。结合滑坡位移序列实例,将基于粒子群优化的WA-SVM模型的预测结果与WA-BP模型、单独SVM模型进行对比,结果表明该滑坡位移序列存在混沌特性,基于粒子群优化的WA-SVM模型克服了噪声的干扰和参数优选的问题,具有较高的预测精度和预测效率,为滑坡位移的预测提供了一种新的方法。     

科学试验用离心机发展综述

分别阐述了国内例行试验离心机、土工离心机、载人离心机和精密离心机等四类科学试验用离心机的发展历史和现状;从研制单位角度出发,通过实例分别对世界各国科学试验用离心机的现状进行了详细的介绍;最后对科学试验用离心机的发展趋势作了剖析,提出了海工离心机、巨型土工离心机、高保真飞行模拟器、复合环境试验离心机和高精密离心机等五个发展方向。     

精密离心机结构误差对其运动精度的影响研究

目的研究精密离心机结构误差对其运动精度的影响。方法基于LMS Virtual.Lab Motion平台,开展精密离心机主轴回转系统静不平衡量、静压气体轴承铅垂度、转盘与静压气体轴承垂直度等结构误差对主轴半径误差和倾角误差的影响规律研究。结果获得了精密离心机结构误差对其运动精度的影响规律。结论随着主轴回转系统静不平衡量、铅垂度误差和垂直度误差的增大,主轴回转系统的半径误差和倾角误差均线性增加。     

土工离心机风阻计算方法的对比研究

目的评估不同土工离心机风阻功率估算方法的效果和优缺点,为工程应用及未来研究发展方向提出建议。方法重点以土工离心机为例,总结几种有代表性的计算方法,系统分析不同方法之间的共性和差异。通过一个算例,同时结合以往离心机的设计经验,对各种方法的效果进行对比。结果法国方法、美国方法、中国工程物理研究院方法和CFD仿真方法在精度上依次增大,但复杂性依次升高,后两种方法不需借助试验来确定参数。结论对于中低速土工离心机,中国工程物理研究院方法具有较大的优势。随着土工离心机向着高速、大规模方向发展,经典解析方法的适用性尚未得到充分验证,基于CFD的高置信度仿真是一种较好的解决方案。     

一种基于离心机试验辨识惯导平台误差系数的方法

针对离心机试验中惯导平台误差系数辨识问题,提出了一种基于谐波分析辨识误差系数的方法。首先,根据惯性器件误差模型推导了离心机试验下陀螺和加速度计的输出方程,其输出由各阶谐波分量构成。然后通过傅里叶分析得到各项谐波的幅值。最后根据谐波幅值与各项误差系数之间的关系反解得到各项误差系数。仿真结果验证了方法的有效性。     

联轴器刚度对离心机转速稳定性的影响

目的研究联轴器扭转刚度对离心机系统转速稳定度的影响。方法以Matlab/Simulink数学仿真软件为工具,通过建立包含联轴器扭转刚度及阻尼特征模块的离心机转速伺服控制系统仿真模型,分析联轴器扭转刚度对离心机系统转速稳定度的影响。结果选用扭转刚度较高的联轴器有助于提升离心机系统对抗外界扰动扭矩的能力,选用扭转刚度较低的联轴器能够降低系统驱动环节固有扰动扭矩造成的影响。结论对联轴器扭转刚度的选择应根据离心机扰动扭矩的具体组成决定。     

城市交通道路氮氧化物浓度的CART回归树预测研究

提出了基于CART回归树的氮氧化物(NO_x)浓度预测模型,利用杭州市延安路路边空气质量监测站2016年6—9月空气污染物监测数据和同期延安路路段车辆抓拍识别数据,通过数据处理、影响因素分析及CART回归树构造,搭建了NO_x浓度预测模型.实验分析结果表明,相对于支持向量机和BP神经网络预测模型,基于CART回归树的NO_x浓度预测模型的预测精度有大幅度提升,可决系数在0.92以上;同时,对环境条件差异较大的G20会议期间NO_x浓度进行预测分析,结果表明,CART回归树方法的预测精度比其它方法更高,能够适应不同条件下的预测需求.     

新旧桥梁承载能力评定对比研究

基于36座新建桥梁及26座既有旧桥静、动载试验,将其在荷载作用下挠度、应变及振动频率的现场实际值与有限元计算理论值进行对比分析,获取了新旧桥梁的挠度、应变及频率的检验系数,并在此基础上获取了新旧桥梁的承载能力对比情况。结果表明,既有旧桥承载能力下降明显。这将为类似桥梁检测及承载能力评估提供参考。