基于时域声辐射模态的板结构振动H∞主动控制

基于时域声辐射模态,通过前几阶声辐射模态伴随系数使结构振动辐射的声功率最小化,建立了包含有干扰力和控制力的结构振动状态空间方程.基于H∞控制策略,以多个点力作动器为控制力源,建立以时域声辐射模态伴随系数为输出反馈的控制模型.以简支板为例,分别作用1个和2个控制力,讨论了主动控制的效果.仿真计算表明,采用H∞控制策略可使辐射声功率明显降低,有效地实现了基于声辐射模态的主动控制策略.而且增加控制力个数后,辐射声功率进一步下降,同时M个作用力能抵消前M阶声辐射模态的声功率.     

拖拉机分流气体对冲排气消声器声振耦合特性分析

在初步掌握振动基本理论和数值分析方法的基础上,利用模态叠加法对分流气体对冲排气消声器结构有限元模型、声腔有限元模型和结构声腔耦合模型进行了结构模态及声振耦合特性研究,获得了该消声器的结构模态和声振耦合特性。研究结果表明:CG25型单缸柴油机的激励频率与该排气消声器的固有频率接近而引发共振,通过改进消声器结构的壁厚来改变其结构模态频率,避开了发动机的激励频率,从而减少振动、降低壳体辐射噪声。     

利用辐射模态计算振动结构辐射声功率

在时域里运用辐射模态方法给出振动结构辐射声功率的计算公式,由于这些辐射模态能独立地辐射声功率,结构辐射的声功率可以表示为这些模态辐射声功率的线性叠加;特别是结构辐射声功率主要由第一阶辐射模态的声功率所决定,这使得计算声功率得以简化;通过拉格朗日中值定理分析了影响结构辐射声功率计算精度的因素;在此基础上,运用辐射模态进行振动结构辐射声功率的数值计算,并分别对影响计算精度的因素和计算结果进行了讨论分析。     

振速法在汽车变速器噪声在线检测中的应用

基于壳体结构声振耦合理论,提出了一种由变速器振动面上的代表性测点的振动速度求该振动面辐射的噪声,再由各主要振动面辐射的噪声求变速器辐射的总噪声声压级的方法。试验证明该方法简单、快捷、准确,能够适用于汽车变速器或其他具有封闭箱体结构的噪声在线检测。     

离心泵作透平壳体模态分析

离心泵反转作透平是一种回收液体余压能的理想方法,泵壳的模态分析对泵作透平的振动性能至关重要.为了掌握泵作透平下,壳体模态对振动激发噪声辐射规律的影响,验证泵壳有限元模型的准确性,针对离心泵泵壳结构特点设计并搭建了模态试验台,采用捶击法对泵壳进行了试验模态分析,对离心泵壳体进行三维建模与有限元分析,进行试验与数值分析结果的对比.结果表明:壳体各阶模态均为独立模态,且相互正交,可认为试验模态识别精度得到检验,试验模态结果具有较高的可信度.建立的有限元模型能够较好地反映实际结构的动态特性,可用于基于模态求解的振动辐射噪声特性分析.     

拖拉机驾驶室内低频结构噪声响应分析

以某拖拉机驾驶室为研究对象,建立了驾驶室结构和声场有限元模型,将试验测试的驾驶室悬置点加速度信号作为振动激励得到驾驶室强迫运动响应结果。通过基于模态的声固耦合分析得到20~200 Hz范围内驾驶室结构噪声。将计算得到的驾驶室内噪声信号与试验结果进行对比分析。结果表明,仿真计算结果能够反映出激励谱和模态的影响,与试验结果相符。利用此方法预测车辆室内振动噪声水平具有较高的精度,可以为驾驶室声学性能开发提供指导。     

基于频谱技术的某客车振动测试分析

针对某型客车在70km/h至90km/h速度范围内行驶时后排座椅处地板振动较大问题,进行了车身骨架有限元模态分析和整车道路试验。利用频谱分析技术对道路试验数据进行处理分析后发现,后悬架振动和车辆在较高速行驶时发动机产生的高频振动是后排座椅处地板振动的两个能量来源,其中来自后悬架的振动是主要振动原因,车身骨架模态频率与发动机在这一行驶条件下激励频率重叠是另一个振动原因。     

车厢壁面的振动控制

将车厢壁面的振动转化为简支平板的振动模型,采用同位配置的方法,在板的上下表面粘贴几对压电片作为传感器和致动器,将有限元分析方法与模态控制方法结合起来分析抑制简支平板振动的问题。首先采用有限元分析方法对简支平板进行动力分析,建立其动力方程;然后用模态控制方法分析了模态传感、模态观测和模态控制过程,利用模态速度负反馈进行控制;最后进行数值仿真分析。结果表明,利用压电材料对车厢内壁的振动进行控制,能得到满意的抑振效果。     

基于EEMD与SVM的滚动轴承故障诊断分析

针对滚动轴承故障振动信号的非平稳与非线性的特点,提出一种基于集合经验模态分解(EEMD)指标能量的滚动轴承故障诊断分析方法。首先利用集合经验模态分解对滚动轴承故障振动信号进行降噪处理,提取故障振动信号能量特征,在此基础上构建相应的故障特征向量;然后通过SVM对滚动轴承故障进行分类,从而实现了对滚动轴承不同故障的有效诊断。     

柴油机噪声源识别的研究

通过振动速度测量和声强测量相结合的方法对某柴油机进行了表面噪声源识别的研究。首先通过试验测量了柴油机各主要噪声辐射部件的表面振动 ,并通过合理的简化确定了辐射比 ,然后利用测量得到的表面振动速度计算了各部件辐射声功率和柴油机整机声功率 ,整机声功率计算结果和实际测量结果吻合较好 ,说明柴油机表面振动速度测量技术能够较好地用于噪声源识别的研究。     

电磁振动式水稻芽种播种机的试验研究

对影响电磁振动式水稻芽种播种机播种性能的主要因素进行了室内物理试验,利用SPSS软件对试验数据进行了回归分析,建立了排种盘振动速度、挡种板开口高度、播种机行走速度和隔振橡胶垫刚度等主要影响因素与播种量、播种合格率的数学模型,并进行分析。结果表明,挡种板开口高度小于7mm时有堵种现象;播种量与播种合格率随播种机行走速度的增大而减小,随排种盘振动速度增大而增大;隔振橡胶垫刚度在1378.3N/mm左右时,播种量较大,播种合格率较高。     

基于红外线的鲜杏干燥机振动装置研究

针对红外辐射干燥过程中辐射的热流密度高,造成鲜杏单面受热出现阴阳面,影响干燥品质等问题,设计一种鲜杏干燥机的振动装置。通过对干燥机振动装置的动力学分析,以及鲜杏在振动装置上可承受的最大振动速度的分析与试验,为振动装置的设计及改进提供理论依据。     

导流式输水管网消能装置设计与影响因素研究

为了保障山区输水管网运行安全,设计导流式输水管网消能装置。装置由上壳体、消能空腔和下壳体组成,设置入口端和出口端,消能空腔内设有均匀间隔的消能板和导流孔。采用Fluent数值模拟和验证试验对试验方法进行验证,设置3种入口流速、3种导流孔径比例和有无导流片开展全因素试验,并对2种导流孔直径进行消能率对比试验。结果表明：在保证过流能力下,入口流速和导流孔径均对消能率起主导作用,入口流速越大,即流量越大,消能率越好。消能率与导流孔径负相关,导流孔径越小越有利于消能。当基础孔径相同时,为同时满足过流能力且确保消能达到较好效果,建议选择导流孔径比例保持不变布置方式。入口流速为1.0 m/s时,局部水头损失占总水头损失的96.3%,所以当计算总水头损失时,可以忽略沿程水头损失。当入口流速小于4.0 m/s时,选择不安装导流片,达到4.0 m/s时,有无导流片消能率基本持平,大于5.0 m/s后,选用安装导流片消能效果更优。     

空气罐水锤防护的并联泵系统水力振动分析

针对常见的以空气罐为水锤防护装置的并联泵系统,建立了进、出水池间的传递矩阵,用迭代法对复变量方程进行了求解,得到了系统自振频率及其对应振型.以某长距离供水工程为例进行了水力振动计算,得到了14阶系统自振频率及其振型,其中第1,14阶自振频率分别为0.010 6,0.183 3 Hz,自振频率低,仅当扰动源为低频扰动时才可能发生水力共振;系统各阶衰减因子均为负值,表明系统是稳定的,不会出现自激振动;把实例泵系统第8管段的PVC-M管改为焊接钢管,对系统进行了水力振动计算.由于管材改变,水锤波速增大,空气罐空气容积增大,各阶自振频率都增大,波谷、波峰出现的位置不同,压力与流量振幅增大,表明水锤波速对系统自振频率及其振型影响很大,因此在水力振动分析时,对管材、水中含气量等影响水锤波速的因素要引起足够的重视.     

海棠果树动力学特性的研究

研究了果树在外界载荷作用下,果树形态结构(果枝直径,分叉角度)对能量传播速度及能量在分叉位置处分流情况的影响。选择1棵"Y"型果树进行室内试验,激振载荷选择冲击载荷和正弦连续振动载荷。在冲击试验中,得出各测点加速度曲线第1次出现波峰或波谷的时间差,从而计算出能量从某一测点传递到相邻测点的传播速度;在连续试验中,对得到的加速度信号进行曲线拟合,将得到的加速度拟合函数进行积分得到速度函数,进而求出果枝上各测点的动能,将这部分动能视为振动传递到各测点的能量。根据得出的拟合函数可知:在正弦激振载荷作用下,果枝上的加速度信号呈正弦函数分布,并且激振频率与果枝加速度频率几乎一致。研究表明:能量在主干上的传播速度大于在枝干上的传播速度,分叉角度越小,能量传播速度越大;能量在流经分叉点处时,产生分流,能量更多地流向枝干直径大的一侧。     

抽芯式斜流泵启动过程中转子动力学特性

针对抽芯式斜流泵异常振动现象,通过现场测试分析其振动诱因,进而基于能量守恒的拉格朗日方程建立机组转子非线性动力学模型,并通过与实测信号的峰峰值、振动频率等参数进行比较,验证仿真模型精度,重点研究泵组启动过程中轴心轨迹、振动频率等特征参数的动态响应,寻找降低水泵振动的技术措施.实测信号分析表明,抽芯式斜流泵异常振动诱因是机组启动伴生冲击力导致主轴发生偏移,当机组转速达到额定转速后,主轴偏移虽有所减小,却始终存在,造成机组产生不对中故障;仿真结果不仅证明了试验分析的准确性,同时也揭示了伴生冲击力与机组振动的内在联系:较强的冲击力会加剧转子不对中现象,形成剧烈机组振动,反之则相反.改善机组开机方式是降低伴生冲击力、减弱机组振动和提高机组运行可靠性的有力措施.     

面向风力机叶片的平板超声微振动除冰

为了利用超声波产生的微振动研究叶片除冰,采用仿真和试验的手段对平板超声除冰进行研究.基于ANSYS仿真分析了铝板结冰体1阶振型固有频率随冰层厚度的变化规律.谐响应分析了在不同冰层厚度条件下冰层黏着面最大剪应力随激励频率的变化情况,分析了激励电压对冰层黏着面剪应力和除冰面积的影响规律.在此基础上,设计并搭建了超声振动除冰试验系统,测量了在超声振动作用下的冰层黏着力.仿真结果表明,当冰层黏着面剪应力呈均匀且正负交替分布规律时,除冰面积比最大,适用于超声波振动除冰.试验结果表明,超声振动可以显著减小冰层黏着力,最小黏着力仅为无超声振动条件下的23.7%.研究可为超声微振动技术在风力机除冰领域的应用提供理论与试验基础.     

离心泵作透平多工况内流与能量转换特性

为揭示不同流量下离心泵作透平的能量转换特性,基于1台比转数为90的单级悬臂式离心泵,在透平工况下对其进行数值模拟,并结合试验验证了数值模拟的准确性.结果表明:叶轮是透平内水力损失的主要部件,叶轮内水力损失占比随流量的增大呈现出先减小后增大的变化趋势.设计工况(Q=80m³/h)下,蜗壳、叶轮、腔体的水力损失占比分别为33.0%,35.1%,22.3%.通过对内流场中的流线分布和叶片进口速度三角形进行分析,揭示了不同工况下透平内流特性与水力损失之间的关系.设计工况下叶轮内流动均匀,无明显旋涡存在,在小流量工况下叶轮进口端面存在回流现象,旋涡出现在大流量工况叶片的吸力面.最后,采用拟涡能系数从能量的角度分析了不同工况内部流动的损失情况,进一步揭示了透平的能量转换机理.研究结果可为离心泵作透平的高效设计及实际现场运行调控提供参考.     

双流道泵内固液两相流动的数值模拟

采用Mixture多相流模型,对一比转速为80的双流道泵内固液两相流动进行了叶轮蜗壳耦合数值计算,比较了不同颗粒直径、不同颗粒体积浓度和不同工况等3种因素,对该双流道泵内静压分布、绝对速度分布、固相体积浓度分布以及泵能量外特性等的影响.结果表明：颗粒直径的变化对泵的固相体积浓度分布的影响最为明显,对静压分布、速度分布及泵的外特性等的影响较小;颗粒体积浓度的变化对泵内静压、固相体积浓度分布和外特性等都有比较大的影响,对速度分布没有明显影响;工况的变化对泵内静压和速度分布的影响最大,对固相体积浓度分布影响较小.本研究还表明,该固液两相流双流道泵的性能曲线趋势,与一般清水离心泵的基本相同;在输送颗粒直径为0.075 mm左右、体积浓度为30%的固液混合物时,该泵运行性能最优.