内燃机曲轴系振动响应的多体系统动力学分析方法

介绍了运用多体系统动力学进行内燃机曲轴系振动响应分析的方法.通过综合运用CAD建模、有限元分析以及机械系统仿真等技术,可以建立包括曲轴柔性体以及随曲轴一起转动的零件刚性体在内的整个曲轴系的模型,计算零件间的相互作用,分析曲轴的动态变形.建立了某车用内燃机曲轴系的多体系统动力学模型,并对其振动响应进行了计算.     

大型往复压缩机管路振动分析与优化北大核心CSCD

为保证往复式页岩气压缩机管路的运行安全,以振动最为剧烈的二级排气管路为研究对象,基于平面波动理论和振动理论,开展了管路气流脉动分布规律和管路振动特性研究,锁定了管路气流脉动超标区域与振幅超标部位。开展了管路关键部位的振动测试,结果表明,管路振幅超标,试验与仿真结果的振动峰值频率、振幅吻合度高,验证了仿真模型与结果的准确性。综合试验与仿真结果,分析得出管路气流脉动超标是诱发管路振动超标的主要原因。针对管路振动超标问题,开展了孔板孔径比正交试验和管路结构优化设计,优化后管路的气流脉动和振幅得到了明显改善,且均在API 618标准许用值范围内,降低了管路结构破坏风险,提高了压缩机组的可靠性和安全性。     

基于模态参数的桥墩结构损伤识别数值研究

铁路简支梁桥桥墩横向振动时,可简化为墩顶具有集中质量的悬臂梁模型,地基约束用地基弹簧模拟。研究墩身的结构性损伤时,该模型与基底固结的悬臂梁模型原理相同。利用冲击振动试验法可以准确得到桥墩的一阶振型和一阶频率,利用这两个参数可以构造出一阶振型比、特征参数、一阶曲率模态差三个指标。以一混凝土悬臂梁为例,用一阶振型比、特征参数、一阶曲率模态差指标进行结构损伤识别的数值研究,总结了特征参数指标在结构损伤前后的变化规律。分析结果表明几个指标对损伤比较敏感。     

大断面高铁隧道掘进爆破振动传播规律研究*

为研究隧道爆破掘进振动规律并合理控制爆破振动危害,对京张高铁大断面南口隧道爆破掘进过程进行实时监测,并对监测结果进行线性回归分析,求得3个监测方向的场地系数K和衰减系数α值以及爆破振动峰值速度衰减回归方程,通过FFT法计算出主振频率和爆破振动波的振动频率范围,利用ANSYS/LS-DYNA对爆破工程进行数值模拟。结果表明:喷锚支护和监测方向对爆破振动衰减回归分析影响较大;主振频率和爆破振动波的振动频率分布范围为50~300 Hz,无需考虑周边建筑共振情况,与周边古建筑和临近隧道的最小安全距离分别为147 m和12 m;数值模拟与实际结果对比发现二者振动峰值略有差别但整体趋势基本相同,证明建立模型的有效性。     

轮胎式起重机司机室座椅振动的人机学研究

用二自由度振动力学模型讨论了轮胎式起重机在行驶状态,不打支腿和打支腿作业工况下座椅的振动.通过对QL16B型轮胎式起重机的试验,对司机室座椅振动舒适性进行了分析。提出了改善司机室座椅振动舒适性的建议.     

不同交通流下车辆对桥梁涡振稳定性影响的试验研究

涡激振动是桥梁风致振动中最常见的现象,通常在较低的风速下发生,且对结构气动外形的变化很敏感,车辆行驶在桥梁上势必会改变桥梁断面的外形,因此,研究不同交通流下车辆对桥梁涡激振动的影响非常必要。为了考虑实际运营中车辆对桥梁涡振的影响,基于自由悬挂节段模型试验系统,分别对无车、自由车流和繁忙车流3种交通流状态下车辆对桥梁涡振振动的影响进行了风洞试验。测试了涡振响应和涡振频率,分析了车辆对桥梁涡振响应的影响及机理。结果表明,由于车流显著改变了主梁的气动外形,并且增加了系统质量,不同交通流下车辆对桥梁涡激振动起到了抑制作用。偏于安全考虑,实际桥梁的涡激振动试验可以不用考虑车辆的影响。     

穿越煤层段隧道爆破振动对围岩稳定性影响研究

为了研究穿越煤层段隧道爆破振动对围岩稳定性的影响,以滇黔省界毕镇高速公路某隧道为工程背景,运用现场实测、数值模拟及理论分析相结合的方法,探讨不同煤层厚度、砂岩顶板不同厚度条件下隧道爆破引起的围岩振动特性。研究结果表明:随着煤层厚度减小,振速峰值呈加速增加趋势,随着砂岩顶板厚度增加,振速峰值呈加速减小趋势;在各模拟工况中,工作面位置处振速峰值最大,工作面后方的振速峰值随距离变化呈先急剧减小后衰减趋于平缓的趋势;隧道不同位置受爆破振动影响各异,其中拱顶部位受爆破振动影响最显著,振速明显高于其他部位,拱肩部位次之,拱腰部位振速受到的影响最小。将数值模拟、现场监测及岩石动力学理论3种方法得出的振速对比分析,提出该隧道爆破施工安全振速标准。     

共振与灾难

<正>有一起大家都熟悉的事件:步兵列队以整齐的步伐通过一座木桥时,突然一声巨响,木桥垮塌了。事后调查发现,木桥本来很坚固,足以承载过桥的军队,之所以垮塌,都是共振惹的祸。原来士兵的整齐步伐使得木桥随着步伐的节奏振动,这个振动节奏恰恰与木桥的固有频率相同,使桥发生了共振,于是桥的上下振动幅度越来越大,直至木桥振垮。那是一起发生在100多年前的俄罗斯首都圣彼得堡的著名事件。圣彼得堡市内封塔克河上的爱纪毕特桥就此垮塌了,人们也因此领教了共振的厉害。所谓"共振"是指:某一物体(振动系统)受外力所迫而振动,如果外力的频率与该物     

浅谈消除风管强振动的几种解决方案

循环流化床锅炉相对于链条锅炉等其它炉型,需采用较大型号的鼓风机,一次风压较高,风机、风箱、风管容易产生较大的振动和噪音,过大的振动将会造成风管撕裂、加强筋振脱、保温振落等情况出现．严重的甚至造成锅炉运转层、集控室产生共振。     

天然气压气站管道异常振动及减振措施研究

为解决某压气站管道异常振动问题,采用CaesarⅡ软件建立西三线发球筒管线三维计算模型,并运用Fluent软件进行数值分析,查明管道异常振动原因。结果表明:西三线发球筒管道异常振动现象与管内的流体压力波动密切相关,特别是管径为Φ711 mm的西二线与西三线联通管道,其流体的流量过大、流速过高是振动现象产生的主要原因。此外,通过对管道内涡核处压力波动频率及管道系统固有频率的分析,发现压力波动频率与管道系统低阶固有频率相近,易产生共振现象。提出3种减振方案并进行模拟验证,减振效率均在68%～95%之间,可以有效应用到西三线某压气站出站管道,解决管道异常振动问题。     

给水管道振动信号的小波分析及消振研究

某核发电厂部分蒸汽和给水管道振动情况非常严重 ,以致影响到正常的安全生产。笔者从给水管道的测振出发 ,并利用 3层Daubechise对振动信号进行了小波消噪、滤波、重构处理 ,以找到影响管系振动的激励源的主要频域成分。进而利用比较成熟的结构分析软件ANSYS对管系进行了模态分析 ,得到系统的低阶固有频率和振型。根据管道振动的原因 ,在不改变管系主要特征的基础上 ,给出了简单易行的消振措施 ,实际运行情况表明消振方法效果良好。     

振动与冲击对人体的影响

全身振动 根据力学观点,人体可以看作是由若干质量、弹性元件和阻尼元件构成的机械系统。在低频和低振动级时,可粗略近似为线性集总参数系统,其力学模型如图1所示。试验表明,当人体受到垂向振动与冲击作用时,首先要考虑的是其中“胸-腹”系统。该系统在3～6赫范围发生明显共振(见图2、图3),使站立或坐着的人员很难采取有效的隔振措施。在20～30赫范围内,还可看到“头-颈-肩”系统的共振作用(见图3)。在60～90赫范围内的振动会激起眼球共振。在100～200赫范围内,连“下颚-颅脑”系统也会发现共振作用。 应当指出,振动频率高于100赫时,图1所示…     

曳引式电梯垂直振动仿真及振动故障分析

曳引式电梯在运行中的振动直接影响乘坐的舒适性,甚至安全性,而引起电梯振动的原因形式多样且错综复杂,潜在的故障不易被检测.本文以1部老旧电梯为案例,针对曳引式电梯系统的结构特点,切入其垂直方向的振动异常问题,建立多自由度振动力学模型,并仿真电梯的振动响应信号,提取相应故障信息.对比检验现场利用加速度传感器所检测的电梯振动...     

消声器

图1、2为一种经改进了的共振式消声器。图1是这种消声器剖面,图2为另一种形式的该类型消声器结构示意图。在排气管中间设有共振腔。图1、2中的1、 2、 13是排气管, 3、7、10是共振腔, 4、8是连接用的细管。 图1中排气管 1、2使空腔3分 为前后两部分,因 为排气管的气柱振 动的最大声压通常 在管1、2的开口 内端,是插在空腔 3的两端面处,借 助共振腔5的共振 作用,可以充分发 挥其消声的功能。 由两端开口的排气管产生的气柱振动共振频率为:式电 n。豆、 2、 3………………整数l c──排气温度下的声速o I──排气管的长度。 共振腔的谐振频率…     

高速磁浮铁路轨道梁振动分析及控制研究

磁浮车辆系统动力学的研究 ,直接影响到磁浮列车安全行车、运行平稳性、线路设计及系统造价。以德国Transrapid高速磁浮铁路系统为基础 ,笔者采用动力有限元和耦合振动理论 ,建立了高速磁浮车辆 -轨道梁动力学模型 ,通过仿真计算后 ,得到了系统动力响应特征 ,为磁浮车辆平稳运行及高架线路优化设计 ,提供了理论依据。在此基础上 ,为保证运行安全 ,又对轨道梁设计提出了建议并给出了降低振动的措施。     

基于小波包分析的爆破振动危害评价初探

结合振动主频的质点振速判据是对单一质点振速判据的补充和完善.但该判据的振动主频是通过FFT变换的频谱分析的方法获得的,不能体现爆破振动波形的多主振频带特征,而且由于方法本身的局限性使得主振频率发生的时间段不能确定.小波包分析法则克服了FFT频谱分析的局限,有效地分解和重构原始信号中的细节信号,并将其作为评价不同频率细节信号的爆破振动危害效果的基础.本文针对爆破振动的小波包分析法进行了研究,对各小波包细节信号加载条件下的不同危害效果进行了讨论,得到了相应的质点振速判据,并将该方法所得到的判据与FFT变换的频谱分析方法所得到的判据进行了对比.结果表明,基于小波包分析法的质点振速判据更加符合爆破振动危害的真实情况.     

振动输送机的应用

我厂在上海起重运输机械厂的协作下,在二车间两条运输线上安装了10台振动输送机,取得良好效果。这种输送机采用密闭振管,消除了粉料输送过程中的粉尘飞扬,改善了环境条件,防止了矽尘危害。我们根据双质点不平衡共振式振动原理进行设计,使这种装置功耗小、结构简单、成本低、运转稳定、对基础的振动小。主要技术参数是: 频率 14赫芝;输送速度 0.25米/秒; 振幅 4.5毫米;输送量 30吨/小时; 振角 30°;单机长度小于50米。这种振动输送机的使用性能如下: 输送干燥物料,平均粒度小于50毫米,     

隧道掘进爆破载荷作用下埋地管道的振动峰值速度预测研究*

为研究隧道掘进爆破过程中地震效应对邻近埋地管道安全性的影响,建立平行于隧道的埋地管道数值模型,将管道视为薄壳圆柱体,定义管道在动载荷作用下的塑性破坏准则,并利用无量纲分析法构建管道表面质点的振动速度关于振动频率与爆破持续时间的数学模型,从而研究埋地管道受震特性。结果表明:隧道掘进爆破作业下成洞侧的管道应力峰值低于非成洞侧的管道应力峰值,爆炸载荷下邻近埋地管道表面最大振动速度位于爆源与管道表面最近点处,在该点两侧45度范围内为管道易受损位置。将预测公式计算所得振速峰值与数值模型提取的振速峰值进行比较,得出二者的平均误差约为17.7 %。     

军用头盔“盔—头—颈”动力学模型及冲击响应计算

本文在测量军用头盔悬挂系统刚度曲线的基础上,建立“灰－头－颈”有限元动力学模型,导出系统振动微分方程,用Newmark方法求解在盔顶作用脉冲激振力时系统的响应。分析了系统各顶参数变化时,传递到颈部的冲击力、灰－头相对位移和头部加速度的变化规律。对头盔悬挂动力学特性提高了认识,可供头盔悬挂系统研究设计人员参考。     

工业建筑可靠性检测鉴定技术讲座(十八)

第十讲 结构振动特性测试（续）5.3 脉动法 脉动法通常用于测量整体建筑物的动力特性。此法不用专门的激振设备,而是通过测量建筑物由于外界不规则的干扰（如地面运动、风等）而产生的微小振动,即“脉冲”,来确定建筑物的动力特性。该方法具有不需激振设备、简便易行、不受结构形式和大小的限制、适用于各种建筑物动力特性测量等优点,因而得到广泛应用。由于建筑物本身是一个复杂的体系,当振幅增大时,其刚度有所降低,所以用脉动法测得的固有频率比共振法测得的要偏大一些。