颗粒阻尼器结构振动特性耦合算法仿真与试验

颗粒阻尼技术中,颗粒与颗粒、颗粒与孔壁之间的碰撞和摩擦使得颗粒阻尼器具有高度非线性.为此,提出一种能够对颗粒阻尼器的减振性能进行快速预测的仿真算法——离散元-有限元耦合算法,并进行了试验验证,基于该算法研究了颗粒阻尼器的各参数对减振性能的影响规律.试验与仿真结果表明:耦合算法是有效的;影响颗粒阻尼器减振性能的主要参数是填充率和颗粒密度.     

基于并联机构的多自由度减振系统模糊控制

采用并联机构为主体机构,以磁流变阻尼器为减振执行器,建立了三自由度减振平台模型.设计了基于模糊控制策略的半主动控制器,对机构的3条支路分别进行控制.采用ADAMS和Matlab软件联合仿真,并与无控状态下系统的振动进行对比,动平台的加速度峰值和均方根值均下降了40%.结果表明,建立的减振系统及所采取的控制算法达到了预期效果.     

斜拉索-磁流变阻尼器非脆弱减振控制器研究

以抑制振荡幅值和时间为目标,针对斜拉索-磁流变阻尼器外部扰动和减振控制器参数不确定性问题,提出一种多性能指标约束下的非脆弱减振控制器设计方法。基于线性矩阵不等式(LMI)理论,利用H_∞性能指标抑制外部扰动,并以区域极点配置表征减振控制的快速性与稳定性,以方差表征小振幅和振动速度。通过Matlab中LMI工具箱对多LMI约束和线性目标函数的凸优化问题进行求解,给出了多性能指标约束的非脆弱减振控制器设计形式。以浙江省某跨海大桥C22、C13号斜拉索为实例,进行了仿真验证。结果表明,在不同随机扰动下,该方法设计的减振控制器使不同拉索振动状态的振幅分别降低57. 805%、74. 395%,收敛时间分别缩短56. 705%、77. 845%。     

大型高地隙喷雾机喷杆减振试验与优化

针对大型高地隙喷雾机喷杆振动大,减振元件减振效果差的问题,采用二次正交旋转组合的试验方法,对悬架上减振元件进行四因素三水平的田间振动试验,得到各因素对振动影响显著性及趋势变化；对减振组合参数进行优化和试验验证,得到最优减振组合为：喷雾机行驶速度为2.125m/s、垂向弹簧刚度系数为78.14N/mm、垂向阻尼器复原阻尼系数为8.23N.s/mm和水平方向阻尼器复原阻尼系数为8.74N.s/mm,优化后的喷杆行进方向振动加速度0~6m/s₂^区间占比85.26%,提高了4%以上、翻滚倾角0~0.6°区间占比88.37%,提高了4%以上、垂直方向振动加速度0~6m/s₂^区间占比87.96%,提高了3%以上,喷杆的振动和翻滚明显减小,通过喷杆悬架减振组合试验和优化验证试验,为喷雾机作业参数设置和减振元件参数选取提供参考。     

农用车辆发动机无极减振刚度和无极阻尼机构

为了隔离因农用车辆所使用的路面(地面)不平而引起幅度大的低频振动,利用杠杆机构调节发动机激振、弹簧和阻尼器的力作用点,来调节发动机实际振动位移与减振器的等效位移之间的动态关系,从而实现单根弹簧等效刚度、阻尼器等效阻尼的无极动态调节,实现了汽车发动机大振幅大刚度、大阻尼和小振幅小刚度、小阻尼的振动控制要求,并提出了变系数振动微分方程的求解方法。该机构具有结构简单、控制可靠和节约能源等特点。仿真实验证明,该减振方法符合农用车辆发动机的减振要求。     

电流变流体用于系统减振的研究

从理论上分析了电流变流体对系统振动特性的影响，并对一个含有电流变阻尼器的振动系统在不同电场强度及不同激励频率下进行了响应的数值模拟。结果表明，增大电场强度可使电流变流体的阻尼明显增加，从而有效地降低系统的振动幅值，为将电流变流体进一步应用于车辆的减振装置提供了有力的依据。     

基于动力吸振器的微耕机扶手架减振设计

微耕机的扶手架结构较为简单，在田间作业时会造成扶手架的强烈振动，长时间的强烈振动会给操作者身心带来不适甚至严重伤害，针对此问题，对微耕机扶手架进行了减振设计。对于结构相对简单的构件，振动问题大多是由于主振动系统自身结构阻尼的不足导致的。为此，结合微耕机实际情况，将动力吸振器的设计方法应用于微耕机扶手架上，对动力吸振器进行结构设计并试制样件。最后，对动力吸振器样件的减振效果进行试验测试，结果表明：在安装动力吸振器样件后，其手把处的振动强度在空挡和耕作状态下分别降低了13.9%和11.2%。     

基于干扰力反演的某闸门油缸减振处理分析

某大型抽水蓄能电站尾水事故闸门在脉动水流作用下产生悬挂振动,导致其上部启闭机油缸产生强迫振动。根据现场检测结果和有限元仿真计算首先反演出油缸干扰力的幅值,结合动力学基本原理提出一个较为合理的减振处理方案,并根据有限元仿真计算对该工程方案的减振效果进行预估。从减振方案实施后的检测结果,可以看出该方案取得了良好的工程减振效果,说明提出的干扰力反演计算方法是正确的,制定的减振方案是可行的,对类似工程问题的处理提供了有益的参考。     

履带式联合收割机的振动控制方法研究

传统的联合收获机振动控制方法主要是基于操作人员相关经验进行技术分析,工作效率较低,减振效果不显著。针对以上问题,提出了一种新型履带式联合收获机振动控制方法,以发动机和切割结构为研究对象,根据切削结构的受力分析结果和结构动力学分析结果,得到各作用力和力矩,计算求解质量分布位置和质量的最优组合方案,进而解决自走式联合收获机切削结构的振动问题。根据振动理论和现代设计方法,通过模型分析和有限元计算,建立联合收获机发动机的减振模型。田间试验结果表明：提出的模型能够有效改善履带式联合收获机的振动状态,作业时联合收获机振动水平降低45%～76%。     

离合踏板振动分析与优化

介绍了离合传动系统的基本结构及离合踏板振动的一些主观评价方法,然后以某轿车为例,对其进行离合踏板的振动测试,并对离合踏板振动产生的机理和结果进行频谱分析,确定了踏板发生振动的原因,并采用三种优化方案来改进踏板振动问题.根据对比分析发现,通过在液压回路中采用膜片式减振阀和螺旋管的方式,可以对踏板振动实现最大优化,以此来提高离合系统的舒适性.最终通过实车测试证明,该方案的改善效果比其它两种方案更理想.     

基于能量优化的混合馈能悬架阻尼优化设计

为了回收悬架的振动能量,提出了一种弹簧-减振器-直线电机并联的混合式悬架结构。针对直线电机馈能过程存在的死区现象,设计了DC/DC升压电路,以传统被动悬架耗散的能量为基准,得到了同一行驶工况下馈能效率的显式表达,同时,为兼顾系统动力学性能,研究了减振器阻尼对馈能性能和隔振性能的影响规律,并通过折中设计确定了减振器最优阻尼系数,建立了混合馈能悬架动力学模型,进行了其隔振性能和馈能性能的对比仿真分析。结果表明,混合馈能悬架可有效协调车辆馈能性和隔振性。最后,在仿真的基础上,进行了混合馈能悬架的试验研究,试验结果与仿真结果基本吻合,验证了仿真结果的正确性。     

悬臂梁冲量式谷物质量流量传感器阻尼设计

基于悬臂梁受冲击力变形原理开发的联合收获机冲量式谷物质量流量传感器,在应用中测量精度易受到收获机基础振动的影响.对此,分析了测量中产量信号计算模型,指出悬臂梁弹性元件阻尼设计的重要性.提出了通过动力消振原理增加弹性元件阻尼的方法,进行了相应的理论分析.针对阻尼处理前后的弹性元件,开展了冲击响应实验.理论分析和实验结果都说明了该方法的有效性.     

磁流变阻尼器设计与性能试验

以提高输出阻尼力和减少响应时间为目标,对磁流变阻尼器进行励磁线圈缠绕方法和磁场融合匹配分析,提出了基于反向串联线圈缠绕和活塞-永磁复合体的结构优化方法,并设计了一种磁流变阻尼器件.在DS-100型动静试验平台上进行不同激振频率、激振振幅和控制电流下的综合性能测试.研究表明,优化后磁流变阻尼器的输出阻尼力可提高65％,响应时间最大可减少50％.研究结果为进一步改进磁流变阻尼器性能提供了参考依据.     

基于约翰迪尔1204型拖拉机减振座椅的参数选择

为探究拖拉机减振座椅的设计,测试了约翰迪尔1204型拖拉机分别在油菜茬地、莜麦茬地附带播种机械行进和播种作业,以及田间草地、田间土路和翻耕地行进时机体的振动情况,得到在各种作业条件下拖拉机座椅下方机体的垂直振动峰值频率主要集中在2.6~4.1Hz范围内的结论。在此基础上,设计了一种结构简单的减振座椅模型,通过MatLab软件对该座椅的力学模型进行仿真,选择适合该型拖拉机减振要求的减振座椅参数—弹簧刚度和减振器阻尼,结果表明:该座椅模型可以有效隔绝机体传递到座椅的振动,且能够满足不同体重驾驶员的减振适应性。     

汽车磁流变半主动悬架系统设计与试验

为了提高汽车的平顺性和行驶稳定性,设计了一种安装双出杆式磁流变减振器的汽车半主动悬架系统。在分析传统的磁流变减振器力学模型的基础上,提出了一种改进的磁流变减振器多项式模型,建立了基于磁流变减振器的半主动悬架系统动力学模型;设计了磁流变减振器物理样机,进行了磁流变减振器的力学特性试验,获得该磁流变减振器的示功特性和速度特性曲线,并利用试验结果进行了模型参数识别与模型验证。考虑时滞对悬架系统的影响,计算了该磁流变半主动悬架的临界时滞,采用Smith预估时滞补偿控制策略,设计了磁流变半主动悬架模糊时滞控制器;利用Matlab软件进行了磁流变半主动悬架时滞补偿控制仿真对比分析;研制了汽车半主动悬架测试系统,开展了磁流变半主动悬架控制台架试验。仿真与试验结果表明,所研制的磁流变减振器耗能效果良好,控制灵敏;试验建模所获得的改进型磁流变减振器多项式力学模型是正确的。与被动悬架相比,在正弦激励和随机路面谱输入下磁流变半主动悬架的簧载质量加速度下降30%左右,减振效果明显。     

基于磁流变半主动悬架的振动压路机动力学与控制

在对振动压路机和磁流变减振器研究的基础上,应用磁流变减振器对振动压路机进行半主动控制,并对其进行动力学仿真研究.仿真结果表明,采用磁流变减振器进行半主动控制的振动压路机,其减振性能明显改善.     

ER流体的动力学特性研究

基于粘性阻尼和回滞阻尼组成的阻尼模型，对电流变（ER）流体的动力学特性进行了研究。应用迭代摄动法讨论了含有ER流体振动系统的非线性频谱，给出了带有ER流体阻尼器梁结构的计算结果。并应用Newmark数值积分方法分析了带有ER流体阻尼器梁结构的多自由度振动系统在不同电场强度和激励频率作用下的位移响应情况。结果表明，系统的刚度和响应的变化可以通过外加电场强度来控制，随着电场强度的增加，响应幅值减小且结构刚度变大。     

温度效应下磁流变阻尼器动力学仿真建模与试验

为了精确预测磁流变阻尼器在温度效应下的动力学性能规律,提出一种参数化的仿真建模方法。采用磁流变液试验实测数据拟合方法,建立粘温特性相关非线性物理参数方程;基于Bingham力学模型及对温度效应的影响分析,运用ANSYS软件编译UDF程序、设置模型参数进行参数化仿真建模,以Fluent模块求解粘滞阻尼力,以Emag模块求解库伦阻尼力。搭建温度效应下磁流变阻尼器力学试验平台,并通过试验对仿真模型进行修正、对比与验证,讨论不同温度对阻尼力、能量耗散的变化规律。结果表明,温度效应主要影响粘滞阻尼力,仿真结果与试验实测值高度吻合;不同温度和电流下阻尼器的能量耗散与温度成反比,与库伦阻尼力成正比。仿真建模方法可预测分析输出阻尼力特征,以对磁流变阻尼器进行结构设计和参数优化。