列车—桥梁耦合系统随机振动响应分析

由于轨道不平顺激励的随机性,车桥耦合振动应采用随机振动理论进行分析。文章采用随机振动的虚拟激励法,将轨道不平顺激励转化为虚拟激励,并利用MATLAB软件自编程序,采用数值方法分离迭代求解系统的虚拟响应,进而求得列车与桥梁子系统随机响应的时变功率谱和标准差,据此分析了系统的随机振动特性。     

TMD对高速列车通过连续刚构桥时的振动控制研究

本文提出了一种可考虑TMD影响的列车桥梁空间振动时域分析方法,桥梁采用常规有限单元模拟,高速列车、TMD采用由弹簧阻尼器相连的多刚体模拟,直接建立车-桥-TMD时变系统运动方程,采用数值积分方法求解系统空间动力响应。分析中将桥面粗糙度视为一个平稳随机过程,采用谱呈现的方法进行随机模拟。以某(100+170+100)m高墩大跨连续刚构桥为例,首先对日本S.K.S.列车以不同车速通过该桥时引起的桥梁动力响应进行了分析,然后为控制桥梁的较大振动响应,研究了TMD系统对桥梁的振动控制效果。计算结果表明采用TMD可有效抑制高速铁路连续刚构桥的共振,并提供了一种确定TMD优选参数的简便方法,可供工程应用参考。     

自锚式悬索桥车桥振动分析

提出了基于ANSYS正则振型的汽车、自锚式悬索桥空间振动的有限单元模型,以佛山平胜大桥车桥系统振动为研究对象,运用自编程序计算了不同车辆数目、车辆间距、不同路况以及不同车速时车流通过桥梁时车桥动力响应及冲击系数,所得结果可供自锚式悬索桥设计参考。     

无人船发动机前端附件驱动系统横向振动性能研究

通过对无人船发动机前端附件驱动系统横向振动特性分析,提高发动机输出稳定性和状态监测能力,提出基于动力学和结构可靠性分析的驱动系统横向振动分析模型,采用载荷引起的应变信号特征分析方法,提取前端附件驱动系统横向振动信号模型,对振动信号进行不同速度等级下载荷分析和动态响应特征提取,结合对部件的动力学和结构可靠性特征分析,根据信号幅频特征提取结果以及振动惯性参数检测结果实现对驱动系统横向振动性能动态分析。测试表明,该方法对驱动系统横向振动的动态监测能力好,实验结果验证了该方法对振动特性数值建模方法的可靠性与精度。     

湛江海湾大桥环境振动实验与模态分析

本文对湛江海湾大桥进行了环境振动实验与模态分析,从实验的结果来看,有限元计算的很多模态没有识别出来,遗漏了一些模态,这也表明这些模态较弱,难以被检测到,桥梁实际工作以竖向和横向弯曲振动模态为主。这可以为桥梁实际运营时的振动控制提供很好的依据。实测出的模态频率总体上比ANSYS计算结果偏大,这也反映出ANSYS建立的有限元模型与实际模型存在一定的差异。实测模态分析结果可指导初始模型进行修正,建立较完善的有限元模型。也可建立新桥的指纹技术档案,为以后开展该桥健康监测提供可靠的依据,因此该试验具有重要的工程意义。     

过渡过程中万向铰传动偏斜轴系的横向振动分析

研究了万向铰传动偏斜轴系在过渡过程中的横向振动问题。将从动轴处理为刚性轴,用一对欧拉角表示从动轴的横向振动角位移,在建立系统运动坐标系的基础上,得到万向铰的传递力矩,将支撑轴承处理为一对正交的弹簧-阻尼器系统,利用改进的欧拉方程推导出过渡过程中万向铰传动偏斜轴系的横向振动模型。对模型进行数值仿真,分析主动轴角加速度对振动响应的影响。结果表明:万向铰传递力矩引起系统的自激振动和参数振动,而万向铰结构偏斜和误差偏斜的存在,既能直接影响从动轴所受弯曲力矩的大小,还能引起系统的强迫振动。主动轴角加速度的变化影响系统的稳定性,角加速度越大,经过相同时间后,从动轴振动幅度变得越小。研究工作对进一步确定万向铰传动偏斜轴系的过渡过程运动稳定性具有重要的意义。     

岸边集装箱起重机时变系统结构动力响应分析

起重机金属结构动力响应具有随时间变化的变质量、变刚度、变阻尼的时变系统特征。时变系统振动分析是普通有限元计算分析软件无法解决的。本文应用时变系统分析理论,建立起重机计算模型的运用方程,编制了相应的动力计算软件,计算了岸边集装箱起重机在小车运行过程中产生的时变响应,具有较高的实用性。     

铁路高墩大跨度连续梁桥列车走行性分析

介绍了列车安全性、舒适性及平稳性的基本涵义及评价标准,并综合运用车辆动力学与桥梁结构动力学的研究方法,建立了车桥空间耦合模型,并用计算机模拟列车通过桥梁的情况,求得车桥动力响应,对高墩大跨度连续梁桥的列车走行安全性、舒适性及平稳性进行了计算和分析。     

基于流固耦合的桨轴系统横向振动特性研究

随着大型化、高速化船舶的发展,桨轴系统的工作负荷加重,尺寸增大,尾轴承的润滑状态会改变轴系的支撑特性,而对支撑系统敏感的横向振动也就更容易受到影响。以某实验室长轴系为研究对象,建立尾轴承实体模型,采用多点支撑,建立水润滑轴承的润滑特性模型,计算基于流固耦合的轴系横向振动特性,并与传统单点支撑的轴系横向振动计算进行对比。结果表明,基于流固耦合的轴系模型更能反映出真实的轴系振动特性。     

某船中间支架异常振动故障诊断与分析

设备的异常振动会使设备提前折损,在对设备进行振动评价时,振动烈度的相对变化也要引起高度关注。通过对某船中间支架修理后异常振动故障原因分析,发现固有频率的变化可以反应出设备安装不正确、结构松动、结构损伤等结构性问题,分析出中间支架横向刚度不足是该型船中间支架横向振动大的结构原因,海上执行任务时中间支架振动较大且易处理不及时,可用螺栓连接上下压板,临时加固中间支架达到抑振作用。     

复合材料层合板的动力响应和横向应力分析

基于分层理论并在板厚方取二次位移插值函数推导出正交层合板的动力学方程.得到了简支层合板的振动频率,且能够计算出协调的横向应力.在低阶模态振动下,横向剪应力是造成层合板脱层的主要原因:而在高阶模态振动下-横向正应力在脱层破坏中起主要作用.采用适当模量材料的层合板能有效地降低横向应力,特别是横向正应力.结果表明文中所采用的算法,算式及所编写的程序是可靠的.     

支撑参数对船舶轴系-轴承-基座系统振动特性影响研究

针对支撑参数改变轴系振动特性问题,建立轴系-轴承-基座系统分析模型,研究轴承支撑刚度、基座支撑刚度等支撑参数对系统振动固有特性、振动传递特性的影响规律,并提出轴系减振设计参数控制方向。分析结果表明：轴系横向振动模态频率对轴承刚度、基座刚度在某些区间较为敏感;轴系横向振动部分稳定模态频率不随支撑参数改变;螺旋桨轴承强基座刚度、弱轴承刚度,有利于降低螺旋桨横向激励力通过轴系向螺旋桨轴承的传递;舱内油润滑轴承支撑参数改变对降低螺旋桨轴承处的振动传递影响较小。     

运营期桥梁风险评估综述

桥梁在运营期阶段暴露于自然环境中,面临复杂繁多的风险,为保证桥梁在役时期的安全性,通过风险评估对其进行安全评价。对国内外桥梁风险评估文献的分析,探究目前运营期桥梁风险评估的研究状况,总结为船桥相撞、车桥相撞、火灾、地震、超载等单因素风险以及多风险因素。探究不同因素下桥梁风险评估理论,发现其中的不足,以便找到进一步的研究方向。研究结果表明:桥梁风险研究起于船撞风险,现已在设计阶段出现规避风险的设计规范,运营期间相关评估理论较丰富;车桥相撞以及超载风险相关研究较少,需要进一步完善相关理论;多因素风险更加符合现实中桥梁所面临的风险,需要进一步研究形成风险评估体系。     

支撑参数对船舶轴系-轴承-基座系统振动特性影响研究

针对支撑参数改变轴系振动特性问题,建立轴系-轴承-基座系统分析模型,研究轴承支撑刚度、基座支撑刚度等支撑参数对系统振动固有特性、振动传递特性的影响规律,并提出轴系减振设计参数控制方向。分析结果表明:轴系横向振动模态频率对轴承刚度、基座刚度在某些区间较为敏感;轴系横向振动部分稳定模态频率不随支撑参数改变;螺旋桨轴承强基座刚度、弱轴承刚度,有利于降低螺旋桨横向激励力通过轴系向螺旋桨轴承的传递;舱内油润滑轴承支撑参数改变对降低螺旋桨轴承处的振动传递影响较小。     

供油不良引发的柴油机共振故障分析与治理

某船1#柴油主机在低速时横向振动剧烈,振动信号频谱上存在一个明显突出的异常频率成分。文章测量了柴油机及其隔振系统的固有频率,异常振动频率成分接近系统的横向固有频率,具有明显的共振特征。振动剧烈的原因是隔振器和激励源存在问题。调整了供油系统和更换了全部(8个)隔振器后,振动明显降低。     

万向铰传动偏斜轴系横向振动的主共振分析

研究万向铰传动偏斜轴系横向振动的主共振问题。考虑万向铰结构偏斜,将从动轴当作刚性细长轴,将从动轴端部支撑轴承简化为2对弹簧阻尼器,建立万向铰传动偏斜轴系的横向振动微分方程。应用希尔无限行列式方法对横向振动微分方程进行稳定性分析,得到系统主共振的稳定图,并分析系统参数对主共振稳定性边界的影响。结果表明,增大支撑轴承弹簧刚度系数与阻尼系数、增大从动轴转动惯量或者增大轴长,均可使主共振的不稳定区变大,系统在固有频率附近易产生主共振。研究工作对进一步确定万向铰传动的偏斜轴系的动力学行为,抑制轴系振动具有重要的参考价值。     

基于动刚度法的水面船舶桨-轴-船体耦合系统

为分析在低频段内船体两侧螺旋桨激励相位差对船体振动的影响,基于动刚度法建立水面船舶桨-轴-船体耦合系统的横向振动3梁耦合模型。将动刚度法的计算结果与有限元法进行对比,表明动刚度法具有良好的精度。分析桨-轴-船体耦合系统的垂向固有振动特性。在低频段内该系统主要表现为船体梁的振动,推进轴系对船体梁的固有特性影响较小。对左右双桨分别施加不同相位差的单位垂向简谐力,计算由各轴承位置输入至船体梁的功率流。结果表明,双桨激励相位差的增大会使输入至船体梁的功率流变小。因此,在对桨-轴-船体耦合系统的横向振动控制方面,应重点关注双桨激励相位差较大时的工况。     

某空压机共振故障的诊断与处理

船用设备共振状态的判断对故障诊断与处理十分重要。某空压机横向振动剧烈,为判断其是否处于共振状态,文章首先通过敲击法获得强噪声背景下的冲击响应信号,采取分时段频谱分析的方法粗略估计固有频率。然后,分别采用带通滤波和小波降噪的方法处理含噪信号,确定了系统横向一阶和二阶固有频率。其中,二阶固有频率与转频接近,从而导致共振故障。最后,采取更换隔振器的处理措施,系统横向固有频率增大70%,振动降低54.6%。     

横向补给系统高架索的参激振动研究

考虑了集中质量、轴向运动等因素对系统动力学行为的影响,建立了海上横向补给系统高架索的面内振动的连续模型。利用Galerkin方法对高架索偏微分模型进行模态离散,得到了1、2阶模态耦合的高架索系统的标准的动力学控制方程,利用多尺度方法对动力学方程进行渐近分析。对系统存在的两类参数激励共振进行了数值分析,得到了系统时间历程曲线、相图以及频谱图,研究结果表明高架索横向振动存在混沌等复杂的动力学特性。     

艉轴承刚度等效形式对轴系横向振动特性的影响北大核心CSCD

[目的]由于船舶艉轴承的长径比较大,将其简化为传统的单点支撑等效模型难以反映出轴承的实际运行情况,因此有必要探讨艉轴承等效形式对轴系横向振动特性的影响。[方法]首先,基于能量原理,引入改进傅里叶级数方法描述推进轴系的横向振动位移,构建可用于单点、多点和连续分布式支撑的多种等效形式的推进轴系横向振动特性计算模型;然后,分别分析由液膜压力等效的支撑刚度变化对轴系横向振动特性以及螺旋桨激励对轴系振动响应的影响;最后,与文献和采用有限元方法(FEM)计算的结果进行对比,验证所提模型的正确性。[结果]结果显示,多点支撑的计算结果收敛于连续分布式支撑计算结果,螺旋桨激励下轴系响应受转速影响。[结论]研究表明,可采用三点支撑等效形式研究液膜压力分布对推进轴系横向振动特性的影响,所构建的计算模型收敛性好、计算精度高、代价低。