某内燃动力包柴油发电机组双层隔振系统设计及评价分析初探

对某内燃动力包柴油发电机组双层隔振系统进行了研究分析.根据边界条件、约束条件及变量等因素,确定了双层隔振系统隔振器的刚度分组及隔振器的三向刚度比例关系,得到了双层隔振系统隔振器的刚度结果.根据此刚度计算出了机组及框架的振动烈度和动反力,结果表明系统的隔振性能较好,能满足工程要求.由于隔振器生产工艺误差,在原始刚度基础上进行了±15%的误差分析.从传递率曲线上可知,系统在各刚度方案工况下有效避开了41 Hz以上的倾倒力矩简谐成分,同时也避开了柴油机额定转速频率激励成分,系统不发生共振,此刚度设计合理.     

子系统参数对双层隔振系统隔振特性的影响

为了阐明子系统参数对双层隔振系统隔振特性的影响, 建立了针对带子系统的双层隔振系统的三自由度动力学模型; 推导了一、二级主系统与子系统振幅比的解析式; 分析了3种振幅比随子系统质量比、固有频率比和阻尼比的变化规律; 给出了子系统充当双层隔振系统吸振器时最优参数的解析解和数值精确解; 以中国首批内燃动车动力包为研究对象, 探讨了散热器子系统的刚度、阻尼和质量对动力包双层隔振系统隔振性能以及柴油发电机组和散热器本身振动烈度的影响规律; 得到了最优散热器隔振器刚度的动力包双层隔振系统样机, 并进行了振动试验。试验结果表明: 散热器隔振器刚度大于拐点处刚度1.5倍会严重恶化子系统的振动情况, 其阻尼损耗系数取0.24左右能有效抑制双层隔振系统力传递率和振动烈度比的峰值, 取较大的散热器质量能有效提高双层隔振系统的隔振性能, 减小机组和散热器本身的振动烈度; 经过设计后, 停机工况下二级隔振器最大动反力减小50%, 常规工况下二级隔振器的实测最大动反力为296N, 优于同类水平, 常规工况下机组与散热器实测振动烈度最大值分别为15.45、4.97mm·s-1, 水平优秀。可见, 取较大的子系统质量和阻尼, 并将其视为双层隔振系统的吸振器进行优化设计, 可使双层隔振系统在柴油机启停机工况和常规工况下都具备较优的动力学性能。      

运用功率流方法对舰艇水下声辐射特性的研究

综合运用两种功率流方法对加装了隔振系统的简化潜艇模型进行分析,首先用导纳功率流法求出输入隔振器基座的归一化功率流,对由隔振器基座、艇体和辐射声空间组成的系统进行统计能量分析,求解出艇体的辐射功率,并通过数值分析研究了隔振装置性能参数对舰艇辐射功率的影响,提出了控制舰艇噪声辐射的一些基本原则.     

磁流变气动变阻尼系统应用的实验研究

磁流变液是一种智能材料,基于磁流变液阻尼器的气动伺服系统具有阻尼率高,可控性好等优点.基于自行搭建的实验平台,针对磁流变液气动伺服系统中所出现的非线性现象,可重复性低等固有问题,分析了问题及其产生的原因,提出了部分解决方案,并通过仿真或实验加以验证.     

一种计算全三维功率流的新型有限元方法

功率流矩阵传递分析法对复杂隔振系统的分析存在很大的困难,有限元动态分析却可以解决绝大多数结构的振动问题.本文将机械阻抗融入有限元,提出了一种全三维的功率流计算新方法.并应用此方法,基于双层隔振系统模型,分析了上下层隔振器刚度、上下层隔振器阻尼及基座刚度对功率流传递的影响,提出了一些有用的结论.     

某柴油发电机组双层隔振系统振动特性分析

利用Matlab工具箱编写程序对MTU16V396TC53柴油发电机组的双层隔振系统进行计算,分析了采用不同中间质量、钟状罩刚度、上下减震器的刚度及减振器阻尼系数等对隔振效果的影响,为该机组的隔振器选用提供参考依据.     

隔振系统混沌控制的研究与实践

简述了线性隔振的机理;回顾了混沌控制的国内外研究现状;提出了通过控制非线性隔振系统的混沌状态来控制其隔振特性的研究思路;给出了一夺研究实践结果,即：具有第二气室的活塞－气缸式空气弹簧隔振器机理与设计,采用辅助顶杆的分频隔振实践,基于脉冲激励的系统隔振特性测定方法。     

最小振动功率流隔振系统ANSYS优化设计

传统有限元结构动态分析大都集中于模态分析，文中基于ANSYS有限元软件对隔振系统进行优化设计，对隔振器参数和振源布置位置寻优，使得传递到基础的振动能量最小．描述了一实例的计算过程，采用该方法优化后隔振效果的改进十分明显．这种设计方法对大型结构动态设计具有借鉴意义，可应用到工程实际中．     

发动机电流变液悬置的模糊控制仿真

将模糊控制理论引入发动机电流变悬置振动控制中,通过对发动机振动系统建立数学模型和根据经验和理论分析制定的模糊控制规则,应用MATLAB对普通液压悬置和电流变液悬置发动机振动系统进行联合仿真。仿真结果显示:发动机电流变液悬置采用模糊控制后比普通液压悬置隔振效果明显。     

地铁钢弹簧浮置板高频失效影响分析

在钢弹簧隔振技术领域存在钢弹簧高频失效影响减振效果的说法,部分规范标准也对此有所关注,一些地铁工程对应用的钢弹簧浮置板采取了针对性的技术措施,但目前未见系统的研究成果或测试数据。建立基于地铁典型钢弹簧浮置板技术参数的理想质量 弹簧系统与实体单元质量 弹簧系统两种有限元模型,通过分析两种模型力传递率的差异,得到了地铁钢弹簧隔振器高频失效的频率范围及隔振器阻尼参数对高频失效的影响。结果表明,在地铁环境振动影响及评价的频率范围内,钢弹簧隔振器高频失效对钢弹簧浮置板减振性能的影响可忽略,地铁钢弹簧浮置板无须额外关注钢弹簧隔振器高频失效问题,以避免钢弹簧浮置板结构不必要的复杂化。     

浮置板下声子晶体隔振器带隙特性研究

为了提升浮置板轨道的减振效果,阻碍浮置板垂向振动能量向轨下基底的传播,提出了一种基于声子晶体局域共振机理的浮置板轨道隔振器. 运用有限元方法研究了声子晶体隔振器的局域共振带隙特性,并验证了带隙频率范围内声子晶体隔振器对振动的抑制作用;计算了声子晶体隔振器的垂向刚度,建立了三维声子晶体隔振器浮置板轨道有限元模型;计算了整体结构的力传递率与基础加速度响应,并与传统钢弹簧浮置板的计算结果进行了对比. 研究结果表明,声子晶体隔振器存在声子晶体局域共振带隙,对50～150 Hz频带内的振动有抑制作用;声子晶体隔振器与传统钢弹簧垂向静刚度相近,均为6.0 kN/mm;保留了钢弹簧浮置板轨道的低固有频率隔振性能,并且在50～120 Hz频带具有带隙抑制特性,在51 Hz附近力传递率可减小10 dB左右;基础加速度响应在51～150 Hz频带内明显小于普通钢弹簧浮置板轨道,其中51～60 Hz频带内基础加速度相比钢弹簧浮置板轨道减小30%左右. 因此声子晶体隔振器有助于提高浮置板轨道的减振性能.      

机载光电设备隔振装置设计开发与性能分析

飞机在飞行的过程中所产生的激励会对机载光电设备产生振动影响,为了保证设备的正常工作,需要安装隔振装置对设备进行隔振．运用有限元软件ABAQUS,建立橡胶隔振支座有限元模型,在外加激励的作用下,对隔振支座进行分析,得到相应的振动响应;同时在满足设计要求的情况下,建立多种型号的隔振支座,设定橡胶材料的阻尼系数并进行模拟,得到的振动响应与外加激励进行对比,在较保守的阻尼比为0．08的情况下,其减振效果能够超过80％,在阻尼比为0．10的情况下起隔振效果能够近似90％．     

机载光电设备隔振装置设计开发与性能分析

飞机在飞行的过程中所产生的激励会对机载光电设备产生振动影响,为了保证设备的正常工作,需要安装隔振装置对设备进行隔振.运用有限元软件ABAQUS,建立橡胶隔振支座有限元模型,在外加激励的作用下,对隔振支座进行分析,得到相应的振动响应；同时在满足设计要求的情况下,建立多种型号的隔振支座,设定橡胶材料的阻尼系数并进行模拟,得到的振动响应与外加激励进行对比,在较保守的阻尼比为0.08的情况下,其减振效果能够超过80％,在阻尼比为0.10的情况下起隔振效果能够近似90％.     

柴油发电机组限位器冲击试验研究

某弹性安装的柴油发电机组运转时受到了冲击作用,测试了其加速度响应。实测信号是自身运转振动和冲击响应的综合。采用小波分解重构和小波阈值降噪方法分离冲击响应,结果表明冲击信号主要由2部分构成：（1）低频衰减正弦信号,是由底座冲击经过隔振器后传递到柴油机的响应;（2）频率成分复杂的信号,是限位器造成的冲击。计算了限位器冲击信号的冲击响应谱。     

地铁与路面交通振动对精密仪器的影响测试

为评价地铁列车与路面交通振动对某科研机构实验室内精密仪器的影响,在该实验室内对交通环境振动响应进行了全天候连续测试监控.将不同交通工况下实验室振动响应与电镜安装的环境振动要求进行比较.结果表明：钢弹簧浮置板轨道对控制室内振动响应作用明显,总的交通环境振动超过仪器安装对振动的要求,应采取必要的被动隔振措施.建议被动隔振平台的工作频率应小于4 Hz,且在5 Hz附近的隔振量不能低于5.5 dB.     

碰撞振动系统动力学分析

针对混沌线谱控制研究中如何在小振幅下实现隔振系统在较宽频带内的混沌运动这一难题,通过在线性隔振系统中附加碰撞子系统,提出了基于碰撞振动的隔振系统混沌化方法,并对碰撞振动系统进行了分岔分析和振动特性分析,得到系统在不同参数条件下的运动规律.结果表明利用所设计的子系统,可以实现小幅值范围的混沌运动.     

高速列车牵引变压器悬挂参数动态优化设计

为了优化牵引变压器悬挂参数, 建立了车辆设备21自由度刚柔耦合系统模型, 并基于新型快速显式数值积分法求解了车辆和牵引变压器的振动响应; 计算了车辆系统在不同速度等级下的舒适度指标和设备振动烈度, 确定了变压器最优悬挂频率; 建立了变压器数学模型与车辆设备刚柔耦合模型, 结合最优悬挂频率、振动烈度、舒适度指标、隔振器动态作用力以及变压器悬挂模态与车辆地板局部模态匹配指标对隔振器参数在动态条件下进行多目标优化, 计算了牵引变压器隔振器最优参数。研究结果表明: 当牵引变压器悬挂频率比为0.82~0.98时, 车辆舒适度低于2, 设备振动烈度低于4.5mm·s-1, 满足相关规范要求; 经过优化最终确定第1组隔振器垂向刚度、三组隔振器刚度比、每组隔振器三向刚度比分别为2 142N·mm-1、1∶1.3∶2.5、1.7∶0.5∶1, 与变压器原始悬挂方案相比优化后变压器振动烈度最大降低42% (在速度高于200km·h-1条件下), 车辆一位端、中部、二位端舒适度指标平均提升3.53%、3.45%、2.01%, 第1、4隔振器垂向作用力平均降低13.3%, 第2、5隔振器垂向作用力平均降低3.8%, 第3、6隔振器垂向作用力平均降低20.9%。可见, 优化后车辆舒适度、设备振动烈度和隔振器垂向动态作用力均有较好改善。      

柔性双层隔振系统振动能量解耦方法及应用

为解决难以利用能量解耦法设计柔性双层隔振系统的问题,提出一种能够表示柔性设备和中间质量弹性模态特点的多自由度模型;基于该模型,提出采用广义弹性力对柔性隔振系统进行解耦的方法,并推广到柔性结构中;以某内燃动车动力总成双层隔振系统为例,基于所提方法探讨了构架弹性模态下刚体振动与弹性振动的耦合情况;最后通过振动实验台验证了该方法的有效性.研究结果表明：机组一级隔振系统垂向频率从12 Hz降低到8 Hz后,系统所有模态频率均得到不同幅度的下降,前两阶刚体振动模态频率下降最明显,分别下降50.00%和49.98%;构架弹性模态频率比机组弹性模态频率更低,影响更大,构架弹性模态频率下降8.32%,机组弹性模态频率下降0.80%;在构架弹性振动模态振动中,构架弹性振动能量所占比例提高14.88%,刚体振动能量所占比例降低90.64%,降低一级隔振系统垂向频率能够提高振动解耦效果,减少振动传递.     

基于自抗扰技术的机械-电磁悬浮复合隔振控制

为了研究宽频带的隔振问题,以使系统具有较好的隔振效果,提出将电磁悬浮隔振与机械隔振相结合的复合隔振系统. 首先,对所设计的隔振系统进行动力学建模,分析线性化后的模型控制特性;其次,针对系统振动控制问题,提出基于自抗扰技术的控制器设计方案,并通过仿真实现了复合隔振系统的自抗扰控制;最后,在复合隔振平台上验证了该控制方案的可行性. 研究结果表明:在0~10 Hz频段控制系统能实现较好的低频跟随效果,在10~100 Hz频段幅值衰减逐渐增大,在100~300 Hz频段的隔振效果超过?14.9 dB. 本文所提出的控制方案为复合隔振系统控制提供了一种新思路.