结合虚拟迭代技术的整车级道路模拟试验方法

目的 提出一种基于试验场实采道路载荷谱,通过虚拟迭代技术修正台架试验动力学模型,从而实现多系统的“整车级”道路模拟试验的方法。方法 围绕台架关联试验场坏路,基于累积损伤模型、四点雨流计数法和模态分析展开研究,通过道路载荷谱的采集,预处理、压缩,在台架上复现零部件于整车上的运动姿态、失效形式与模态振型。最终完成以整车道路载荷谱为期望信号的台架迭代,以虚拟迭代为指导的模型修正,建立车辆道路时序信号与试验台架加载谱的相关性转化映射关系,执行基于液压伺服七轴试验台的多轴耐久试验,并实现以计算机模态分析、疲劳分析为指导的联合验证。结果 各零部件的试验结果为合格,与试验场一致。实现了多系统的同时验证,准确复现待测系统的运动姿态、失效形式及模态信号。结论 该试验方法建立起了整车级道路模拟试验标准,即通过虚拟迭代试验技术调整台架试验的动力学模型,为多系统道路模拟试验迭代不收敛的情况提出了解决方案。     

基于FDS的CI柜体随机振动加速试验方法

目的 在实验室内更加真实地模拟牵引变流器(CI)柜体的超高斯振动环境.方法 采用疲劳损伤谱(FDS)的等效疲劳损伤原则,基于超高斯信号对该柜体进行振动试验加速方法的研究.提出疲劳载荷谱的概念及其计算方法,将采集的平稳超高斯加速度信号,基于时域的方法计算其FDS,进而转换成用于振动台试验的加速度功率谱密度,对CI柜体进行...     

基于疲劳损伤谱的随机振动试验方法在智能电表模拟公路运输中的研究

目的解决传统试验精确度差、仿真程度低的问题,验证智能电表在随机振动过程中的可靠性。方法将基于疲劳损伤谱的等效随机振动试验方法运用到智能电表公路运输振动试验中,首先提出疲劳载荷谱的概念及其获取方法,并对采集的振动数据进行处理,得到用于加速振动试验的功率谱密度,最后验证基于疲劳损伤谱的随机振动试验方法应用于智能电表模拟公路运输方法的可行性及优势。结果使用该方法加速试验前后的累计疲劳损伤误差为6.4%。结论该方法不但能大幅减少试验时间,同时能够节省大量人力、物力资源。     

基于损伤等效的振动疲劳试验载荷转换

目的使用简谐激励替代随机平直谱激励进行振动疲劳试验。方法利用有限元仿真计算某典型铝合金试验件在简谐激励和随机平直谱激励下的疲劳寿命,分析2种工况下试验件寿命相等时激励的等效关系。进行一组定频激励试验和一组谱激励试验,对比试验结果,验证在某典型铝合金试验件上利用简谐激励替代随机平直谱激励进行振动疲劳试验的可行性。结果通过试验与仿真技术,对2024-T4铝合金试验件在一定频率非共振简谐激励和随机平直谱激励作用下的振动疲劳寿命规律进行研究,得出了不同激励作用下试验件寿命相同时载荷的等效关系。结论基于损伤等效,工程中可以使用简谐激励代替随机平直谱激励进行振动疲劳试验,从而解决了一类振动疲劳试验加载困难的问题,实现振动疲劳的试验加速。     

惯性器件加速试验环境谱编制与数据处理方法研究

目的研究模拟惯性器件贮存环境温度变化的加速环境谱与加速试验方法。方法监测样品贮存环境温度应力变化的同时,检测样品性能的变化,通过雨流计数法将温度变化曲线转化为温度环境谱后再转换为加速环境谱,依照加速环境谱开展试验,通过试验结果与自然贮存样品性能比对,开展试验样品性能评价。结果以2012年某试验库房的温度数据为例,通过转换得到了模拟惯性器件贮存环境的环境谱和加速环境谱,并得到了用于指导惯性器件加速试验的方法。结论将雨流计数法用于处理惯性器件经历的温度曲线,转化得到的加速试验方法,可以较好地模拟惯性器件贮存实际经历的温度变化过程,指导对惯性器件的性能变化趋势进行预测和评价。     

疲劳损伤等效在随机振动试验中的应用

以疲劳损伤等价为基础的随机振动试验是评价结构振动环境适应性能力的重要手段.将基于位移模态和应变模态的模态叠加方法分别应用于结构振动位移响应和应力响应的分析中,建立了随机振动试验不同激励条件下,结构振动响应的关系;将结构随机振动应力响应的峰值概率分布通用关系应用于疲劳损伤评估,导出了振动疲劳损伤等效关系.以一个试验为例介绍了疲劳损伤等效原则在随机振动试验中的应用.     

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。     

高速动能弹撞击装甲结构引起的螺栓连接失效及部件过载损伤研究

目的 验证和揭示高速动能弹对装甲结构的损伤机理。方法 聚焦高速动能弹打击装甲目标时,弹道冲击造成的靶标结构连接失效及部件过载损伤这2种损伤效应,以典型螺栓连接为研究对象,采用高速球形弹丸撞击螺栓连接结构的小尺寸试验对数值模拟方法和材料模型参数进行校验。在此基础上,采用数值模拟和冲击响应谱分析方法对高速动能弹打击全尺寸坦克进行模拟分析,获得撞击过程螺栓连接失效特征、主要影响因素及坦克典型位置部件的冲击加速度曲线和冲击响应谱曲线。结果 在小尺寸试验中,动能输入为0.042MJ时,螺栓连接未发生失效;但25.6MJ动能输入全尺寸坦克时,螺栓发生断裂而使连接失效。数值模拟结果揭示了螺栓发生断裂的主要原因。结论 输入动能大小、连接螺栓直径、模拟设备部件质量和撞击位置为螺栓是否断裂的主要影响因素。坦克某些位置的冲击响应谱曲线高于军用标准给出的临界曲线的下限甚至上限,表明这些位置的部件因高过载损伤导致失效的概率较高。     

履带车辆平台模拟试验谱的建立方法研究与应用

目的建立模拟试验谱推导方法,合理确定车载仪器设备模拟振动试验条件。方法针对履带车辆平台诱发环境实测振动数据,通过履带车辆实测振动谱环境特征分析,提出宽带随机振动背景谱叠加窄带分量作为模拟试验谱的基本谱形,并探讨相应试验量级和试验时间的推导方法。结果建立了由实测振动数据推导模拟试验谱的方法。结论模拟试验谱推导方法实用性强,依据此方法由某履带车辆实测数据得到了相应的模拟试验谱。     

基于疲劳累积损伤等效理论的PCB板振动加速试验研究

目的建立小样本情况下,通过试验及仿真结合求解PCB板在随机振动激励下的振动加速因子的方法。方法以疲劳累计损伤等效为研究基础,以PCB板为研究对象,通过实验室的动力学环境模拟试验,在施加相同谱型不同量级的随机激励载荷下的振动加速因子,并通过采用试验数据对仿真局部模型修正的方法得出PCB板在随机振动激励载荷下的振动加速因子。结果通过试验数据与仿真计算结果的对比,两种方法得出的振动加速因子的误差在5%以内,满足工程实践精度要求。且进一步的证实了该方法的可行性。结论对于不同种类的PCB板在进行小样本摸底试验及随机振动仿真计算的前提下,确定电路板产品的薄弱位置,之后通过疲劳仿真计算局部的疲劳寿命便可以求得一定精度要求下的振动加速因子。     

随机振动加速度响应谱及与冲击等效性分析

目的 获得随机振动的加速度响应谱,提升随机振动与冲击的等效性分析精度。方法 首先,基于维纳-辛钦定理,推导单自由度系统在随机振动基础激励作用下加速度响应均方值的通用表达式;其次,分别推导单自由度系统在理想白噪声和限带非均匀谱随机振动基础激励作用下的加速度响应均方值;再次,基于3σ准则,推导限带非均匀谱随机振动的3σ加速度响应谱;最后,基于加速度响应等效,通过将装备随机振动条件的3σ加速度响应谱与冲击条件的冲击响应谱进行等效性分析,对GJB 150.18A—2009中的冲击试验剪裁条件进行精细优化。结果 精细优化后,可有效改善冲击试验剪裁条件的工程实施精度。结论 获得了限带非均匀谱随机振动的3σ加速度响应谱,并基于此对GJB 150.18A—2009中的冲击试验剪裁条件进行了精细优化,对于装备合理剪裁冲击试验具有借鉴意义。     

基于三维路面谱仿真履带车辆振动系统的动态模拟

通过谐波叠加原理,在现有的二维路面谱的基础上,从空间路面频率谱出发,将之拓展到三维空间内的路面谱,并给出模拟随机路面谱的方法.通过对该路面谱模型进行谱分析,对其功率谱密度进行了验证.建立了某履带车辆单自由度悬挂质量振动系统的力学模型,以三维路面谱模型作为虚拟激励输入,实现了对单自由度履带车辆振动系统的动态模拟.     

基于单线振动台的角振动试验系统研究

目的 考核陀螺类产品在角振动环境下的适应性。方法 开发基于单线振动台的角振动试验系统,该系统以线角转换原理为依据,设计铰接机械结构,将线振动台的平动自由度转换为转动自由度。以角振动控制原理为依据,设计控制流程,实现闭环控制。结果 开展了角定频试验和角扫频试验,对系统的控制效果进行了验证。对比了线参数控制和角参数控制2种方法,结果表明,角参数控制法具有更高的控制精度。由于闭环控制的作用,角参数控制法可通过驱动电压的调整直接影响角参数值,从而抵消了部分由于系统连接、解耦或振动引入的误差。结论 该角振动试验系统解决了双台角振动旋转半径受限、线能力受限等问题,克服了摇摆台频带过窄的问题,为角振动试验提供一种新的实施方法。     

高温环境下薄壁试件随机振动疲劳研究

目的研究高温环境下薄壁试件的随机振动疲劳问题。方法综述国内外随机振动疲劳研究现状,制定有效的研究方案。首先,通过有限元法完成薄壁试件的动力学响应数值仿真计算与分析,基于改进的雨流循环计数法预估薄壁试件的疲劳寿命。然后,开展高温环境下薄壁试件随机振动疲劳试验,获取危险位置动力学响应与疲劳寿命。结果高温强振动环境下,结构的危险位置主要出现在固支边界或形状突变位置,且基频处的动力学响应峰值是结构疲劳寿命的主要影响因素,随温度和振动量级的增加,结构疲劳寿命呈抛物线降低趋势。结论通过仿真与试验的比对,验证了高温环境下薄壁试件随机振动疲劳仿真计算方法的有效性与可靠性。     

基于PSD法的船载雷达随机振动响应分析

目的 优化以经验为主的船载雷达结构设计流程,缩短设计周期,提高设计的准确性。方法 提出基于模态分析和PSD法的新的设计流程,利用ANSYS软件对雷达天线和转台结构进行系统的随机振动分析,得到其模态、应力分布、位移云图及响应谱曲线,验证设计的准确性、合理性。结果 得到雷达系统在1σ下的最大应力值和最大变形量分别为14.847 MPa和0.367 mm。结论 新的设计流程可以得到可靠性更高的产品,能有效缩短产品的设计周期,具有重要的借鉴意义。     

基于模态实验的细长体两点激振试验方案的制定

目的细长体两点激振试验方案中,更好地选择激励位置、控制位置和悬挂点的位置。方法制定两点激振试验方案时需要参考试件的模态信息。结果根据试验方案的确定方法和模态试验理论,利用试件模型的模态试验结果,建立了一种试验方案制定时的激振位置、控制位置、悬挂位置计算方法,量化了试验方案的确定方法。结论通过两种试验方案控制位置、悬挂位置计算数值的对比,可以直观地对比不同试验方案的优劣,有利于两点激振试验方案的制定和选择。     

基于MATLAB和有限元的虚拟振动试验系统

通过MATLAB平台建立了虚拟振动设备包括振动台和控制器,采用有限元软件建立振动台动圈、夹具、试件一体化模型作为被控对象,与虚拟振动设备形成闭环的虚拟振动试验系统,可开展仿真试验,成为振动试验辅助设计平台。