卧姿人体振动响应测量仪的研究

为了对卧姿人体的振动响应进行实时评价，设计了一种双输入的卧姿人体振动响应测量仪。它根据国家标准对卧姿人体承受头部和臀部振动输入的2次计权方法．采用多任务的软件设计，一边采集数据，一边进行运算，实现了测量结果的实时显示。对照试验表明：卧姿人体振动响应测量仪的运算精度达到了设计要求。     

手扶拖拉机－驾驶员系统实验模态分析

用实验方法研究手扶拖拉机－驾驶员系统的振动特性，测量了随机激励时拖拉机上１６个测点及人体上７个测点的加速度响应，得到了前１０阶模态参数，并与没有驾驶员的情况进行了对比，所得结果可供人体振动防护和手扶拖拉机的振动设计参考     

基于离散元的柔性作物茎秆振动响应仿真

建立考虑柔性作物茎秆振动响应特性的动力学模型,对探索谷草分离机理、分析谷物分离过程和联合收获机参数优化具有重要意义。本文提出考虑柔性作物茎秆振动响应特性的动力学仿真模型,研究了作物茎秆的动力学响应特性。首先,给出了作物柔性茎秆的动力学模型和动力仿真方法;以成熟期小麦第3节间为例,测量了茎秆的内外径、单位质量密度和弹性模量等参数;对茎秆的横向弯曲振动和纵向拉伸振动进行仿真,研究茎秆的动力学响应特性,并与理论计算结果进行比较。通过仿真获得长度108mm、外径3.7mm、内径1.9mm、弹性模量5.27GPa的小麦茎秆的横向振动频率和纵向振动频率分别为164.28、7633.59Hz,与理论计算结果的相对误差分别为0.28%和0.12%。最后,通过谷草分离仿真实验,验证了柔性作物茎秆模型的实用性。     

基于MATLAB的拖拉机座椅悬架振动特性分析软件的开发

由于传统的数学模型难以直观描述拖拉机座椅悬架振动特性,本文利用MATLAB GUI编程开发相应的仿真软件能直观表现座椅振动响应曲线。在MATLAB GUI中建立三自由度拖拉机座椅悬架振动模型,给定拖拉机行驶速度和座椅悬架结构内部参数,依据国标确定地面不平度等级,用龙格库塔算法求解系统运动微分方程组。用户可任意输入座椅参数和人体质量,输出座椅的振动位移和响应加速度随时间的变化以反映拖拉机座椅振动对人体舒适度的影响,具有较好的人机交互能力。     

基于小波和多元线性回归的拖拉机振动分析

以一种轮式拖拉机为研究对象,基于小波分析和多元线性回归分析的方法,探讨了拖拉机在不同行驶速度、不同激振频率下,其前轴和后轴振动对座椅振动的影响。研究结果表明:在不同速度下,拖拉机前轴、后轴振动对座椅振动的影响具有不同的变化趋势。当行驶速度增大时,前轴振动对座椅振动的影响没有显著变化,后轴振动对座椅振动的影响则显著增加;随着分析频率的降低,前轴振动和后轴振动对座椅振动的影响均显著增加。在人体敏感的频率范围0～10Hz内,尽管前、后轴振动对座椅振动均有显著影响,但后轴振动比前轴振动对座椅振动的影响更为显著。研究结果可为改善拖拉机座椅的舒适性设计提供理论依据。     

振动的危害和预防

振动是危害人体健康的物理现象，实践证明，强烈振动可引起骨折、皮肉青紫、器官破裂、内脏位置移动和脑震荡。人体各部位都有其固定频率，如胸——腹系统的固有频率为3—8赫。当振动频率和人体器官的频率一致时，将产生共振，会直接损伤内脏器，严重者导致死亡。     

稳定振动条件下梨的振动损伤研究

通过梨的振动试验，研究了稳定振动条件下，振动加速度、振动频率对梨的损伤影响，分析了梨振动至失去商品性时的振动次数N与损伤能量的关系，探讨了在相同振动加速度、不同频率下梨振动至失去商品性时的振动次数N1、N2与振动圆频率ω1、ω2的关系。试验结果表明，振动加速度越大，梨越容易产生损伤；在相同加速度条件下，振动频率越小，梨越容易产生损伤。     

垂直振动激励下排种器振动试验台可靠性分析和验证

为避免排种器耐久性试验过程中因排种器振动试验台自身结构限制对排种器性能造成影响,综合运用振动测试、有限元仿真分析和定幅值正弦扫频试验相结合的方法,对新设计开发的排种器振动试验台进行可靠性分析及验证。通过田间振动测试,了解播种机田间作业期间排种器所受地表振动载荷分布情况;通过有限元分析,了解排种器试验台结构固有频率、振型特征及应力分布;通过1～120Hz定幅值正弦扫频试验,对模态分析结果的准确性进行验证。结果表明:排种器试验台1阶约束模态为38Hz,远高于耕作地表振动主激励频率2～12Hz;在垂直方向振动载荷作用下,排种器试验台总成最大Mises应力为24MPa,远低于材料的许用应力。正弦扫频试验结果显示:排种器试验台在36.65、66.38、82.0、102.0Hz附近出现明显振动响应,为结构敏感频段;前4阶约束模态计算结果与正弦扫频试验响应频率差异率均在5%以内,考虑到实际边界约束条件和网格划分所造成的误差,差异在合理范围内,模态分析结果准确可行。综合上述分析,排种器试验台结构稳定可靠,可以开展进一步耐久性试验。本研究有助于排种器设计人员开展排种器振动试验台设计,对后续设计手段和设计流程的提升有积极的作用。     

基于EDEM的谷物分离模拟与试验研究

为代替手工作业,降低劳动强度,以簸箕为原型设计一款水平振动的谷物分离装置,采用离散元软件EDEM对谷物分离过程进行模拟,并且运用响应面方法得到最佳振动参数,最后进行试验验证。仿真和试验结果表明:所设计的谷物分离装置可以较好地实现谷粒与茎秆的分离,所得谷粒体积浓度为99.90%。对振动参数的讨论得出,在二维响应面上,谷粒体积浓度为1的两条等高线所夹区域内任选一点,横纵坐标所对应的频率和振幅作为振动参数,即可实现谷粒与茎秆的完全分离。当振动频率为5 Hz时,振幅应在17.5～22.5 mm范围内选取;振动频率为6 Hz时,振幅可在12.5～20 mm范围内选取。所做研究可为谷物分离设备与工艺优化提供一定的理论参考。     

双吸离心泵作液力透平流致振动数值研究

以某一双吸式离心泵为研究对象,分析了双吸泵作液力透平与泵工况下的非定常压力脉动,基于有限元法(FEM),针对双吸离心泵作液力透平和泵工况下泵壳内表面上的流体压力激励,进行基于泵壳模态的强迫振动响应计算,得到了泵壳上的响应速度分布和泵壳表面监测点的振动响应速度频谱.结果表明:叶轮与隔舌相互作用导致隔舌附近非定常特性明显;双吸泵内的压力脉动主要受低频率波的影响,以转频和叶片通过频率为主.由于受到叶轮转动与流体压力激振力的影响,振动速度响应集中在转频、叶片通过频率以及其谐频附近;泵壳第3阶频率880.083 Hz与3倍叶频884.991 Hz比较接近,引发了一定程度的共振.揭示了泵壳振动响应速度随着频率变化规律,为后续减振降噪研究提供了理论基础.     

气吸式免耕播种机排种装置的振动试验分析

排种装置作为气吸式免耕播种机的关键部件,其由免耕地表引起的振动对排种性能具有一定的影响。为此,对气吸式免耕播种机排种装置进行了振动分析和基于响应面法的振动排种优化试验。通过振动模型简化和理论分析,由种子振动受力分析得出临界吸附力和临界真空度的计算式。在田间振动测试与理论分析的基础上,利用精密排种试验台进行了排种性能试验。基于响应面法分析的试验结果表明,影响气吸式免耕播种机排种性能指标的因素次序:合格指数主次顺序为振动频率、排种盘转速、真空度;漏播指数主次顺序为真空度、振动频率、排种盘转速。考虑到各因素之间的交互作用和农艺要求,玉米排种的最优参数是真空度为3~3.5kPa,种盘速度为25~30m/s,振动频率为55~65Hz。该结论为免耕播种机气吸式排种装置的性能优化和免耕振动机理的深入研究奠定了基础。     

摇枝式加工型苹果采摘振动参数仿真优化与试验

为探究不同振动参数组合对苹果采摘效果的影响,建立苹果树二级树枝振动力学模型,解析分析得到影响苹果脱落的主要因素为振动频率、振幅及夹持位置。测量苹果树形态特征并基于矮砧密植整形原理建立纺锤形苹果树三维模型,利用ANSYS软件对苹果树模型进行有限元仿真分析,仿真结果表明,振动频率4~8Hz、振幅20~30mm、夹持位置0.35l~0.65l（l为二级树枝长度）时,对果树损伤较小且苹果易脱落。设计四因素三水平振动采摘试验,以确定苹果树不同位置树枝最佳的振动参数组合,利用Design-Expert软件对试验数据进行分析和响应面优化,参数优化结果为：采摘苹果树上层苹果时,振动频率为5Hz,振幅为28mm,夹持位置为0.40l;采摘苹果树中层苹果时,振动频率为4Hz,振幅为30mm,夹持位置为0.43l;采摘苹果树下层苹果时,振动频率为8Hz,振幅为20mm,夹持位置为0.65l;通过验证试验得到苹果树上层、中层、下层摘净率为96.4%、94.8%、93.2%,与优化值相近,表明优化模型可靠。     

基于虚拟激励法的汽车振动系统仿真分析

讨论了虚拟激励法的基本理论,构造了汽车振动系统组成环节的虚拟激励,以包含4自由度人体模型、单自由度座椅模型、单自由度车身模型的汽车振动系统为研究对象,使用虚拟激励法求解出系统振动响应的频响函数,将功率谱密度应用于该振动系统,推导了人体模型中各组成垂直加速度的功率谱密度。在给定条件下,应用自编程序进行仿真分析,给出了计算结果。     

汽车空气悬架非线性振动理论和试验

以汽车空气悬架非线性振动为研究对象，建立了微分方程，进行了理论分析和试验验证。研究表明空气悬架非线性强迫振动不仅在激励频率接近系统固有频率时出现主共振，而且还出现接近固有频率整数倍或分数倍时的次谐共振或超谐共振，汽车空气悬架非线性振动微分方程具有谐波组合形式的近似解，振动的中点不再是s=0处，即振动对于坐标原点不对称。     

进浇口共振破断设备振动系统的谐响应分析

为了确定某种压铸件在去除进浇口时的激振频率,以进浇口共振破断设备的振动系统为研究对象,采用Pro/E对振动系统进行三维建模以及简化。通过有限元ANSYS对振动系统进行模态分析,得到前12阶的模态振型和固有频率。根据模态分析结果对振动系统进行谐响应分析,得到进浇口处的应力和应变响应情况,以此确定了进浇口共振破断设备在分离进浇口时的最佳激振频率。最后通过试验进行了验证。将其作为进浇口破断的理论依据,对其余小型压铸件在破断分离时找到最佳激振频率,获得良好破断效果具有指导意义。     

六自由度拖拉机-人椅系统振动特性仿真研究

为了预测动态环境人-车-路系统中驾驶员的振动响应特性及驾驶舒适性,基于振动理论建立了六自由度拖拉机-人椅系统整车动力学模型,由Simulink搭建起仿真模型,通过输入一国产中型拖拉机的主要技术参数运行仿真程序,对仿真结果进行了时域及频域分析,并依据该拖拉机的实车试验结果验证了仿真结果的可靠性。仿真结果表明:随着路面等级的降低,拖拉机的人椅系统所受振动加速度响应幅值明显增大;人椅系统所受各向振动由大到小依次为垂直方向、侧倾方向和俯仰方向;该拖拉机人椅系统的固有振动频率为3Hz左右,其座椅舒适性有待改善。     

基于MATLAB的汽车振动响应分析

为了评价垂直振动和俯仰振动对汽车平顺性影响,建立汽车四自由度振动模型。通过拉普拉斯变换推导数学模型。基于MATLAB软件,对推导的数学模型进行编程,分析了车身垂直振动、俯仰振动对前后轮的激励影响,前后轴振动对前后轮激励的频率响应。     

拖拉机座椅振动对驾驶员腰部疲劳影响研究——以积分肌电值和主观感受评价值为指标

为了解决拖拉机座椅振动对驾驶员腰部疲劳的影响,模拟拖拉机作业时的振动状态,在不同振动加速度和频率作用下测试了受试者腰部多裂肌和竖脊肌的表面肌电信号(sEMG),并分析其积分肌电值(iEMG)的变化规律.结果表明:腰部多裂肌和竖脊肌的iEMG在振动频率为4.0Hz的条件下,随振动加速度的增大而增加,在2.0m/s2 时出现最大值;在加速度为1.2m/s2 的条件下,随振动频率增大其变化不大;驾驶员主观感受的腰部肌肉疲劳随振动加速度和频率的增大而加重.     

高酸苹果振动式采摘机设计与试验

为解决高酸苹果收获过程中的效率低、果实摘净率低、损伤率高等问题,根据我国青岛地区高酸苹果实际收获需要,设计了一种液压控制的高酸苹果振动式采摘机。基于振动式采摘机工作原理,完成振动采摘装置、激振装置、液压控制系统的结构设计,计算分析夹持钳对树干的夹持力为7 254 N,夹持钳夹持高度范围为12～103 cm。建立高酸苹果果实-树枝单摆动力学模型,分析果实脱落条件,得到果实振动微分方程,确定振动频率、振幅、夹持高度为采摘效果主要影响因素;利用ANSYS软件对果树模型进行自由模态响应与谐响应仿真分析,结果表明：振动频率9～12 Hz、振幅1～2 cm、夹持高度40～70 cm时,三级、最次级树枝位移最明显。为确定采摘机最优工作参数,进行三因素三水平组合田间试验,得到果实摘净率、果实损伤率的回归模型,利用Design-Expert软件对试验数据和回归模型响应曲面进行分析优化,当振动频率为10.0 Hz、振幅为1.6 cm、夹持高度为58.7 cm时,果实摘净率为95.9%、果实损伤率为1.3%,满足高酸苹果采收的质量要求。     

小麦联合收割机倾斜输送器振动强度试验研究

针对联合收割机倾斜输送器外壳的剧烈振动,运用DH5922动态信号测试分析系统,现场测试了新疆―2A联合收割机倾斜输送器外壳在不同工况下的动力响应,得到了倾斜输送器外壳测点的垂直振动加速度时程曲线和快速傅立叶变换频谱。研究结果表明:联合收割机倾斜输送器外壳上任一点的振动强度、频率结构随工况不同而变化;收割机空转、田间作业、发动机空转、公路运输四种工况下测点振动加速度的有效值分别为24.68m/s2、14.64m/s2、4.26m/s2、3.23m/s2,振动主频为107.9Hz、117.7Hz、57.6Hz、67.4Hz。