传感器动态误差分析与修正方法

本文分析介绍了传感器动态测试中所涉及到各种误差,以及多种动态测试中各种误差的修正方法.     

脉冲式动态力校准装置的研究

介绍中国计量科学研究院进行的动态力校准,过去是通过标准加速度计进行动态力校准,标准加速度计通过振动基准进行溯源。通过激光干涉仪进行标准落锤的冲击过程加速度进行测量,从而减少了中间标准加速度计环节,将动态力直接溯源至质量、长度与时间三个基本单位上,使得动态力的计量减小了系统测量不确定度。     

含裂纹梁的模态与振动疲劳寿命分析

基于传递矩阵法和Paris公式,提出一种对含初始横向裂纹悬臂梁进行模态和振动疲劳寿命分析的理论方法.采用无质量弯曲弹簧来等效横向裂纹,弹簧刚度通过裂纹引起悬臂梁的局部柔度来表述,则整条悬臂梁被离散成弯曲弹簧连接的两段完整梁.根据Euler-Bernoulli梁理论,采用更精简方法推导出悬臂梁的特征传递矩阵,分析裂纹参数对悬臂梁前五阶模态的影响.通过同步分析法使得裂纹梁模态和疲劳裂纹扩展分析同时进行,采用Paris公式模拟疲劳裂纹的扩展速率,研究悬臂梁根部区域裂纹参数对悬臂梁振动疲劳寿命的影响.结果表明,疲劳裂纹对悬臂梁的各阶模态和振动疲劳寿命的影响很大,且悬臂梁根部区域的任意位置都可能发生疲劳断裂.     

基于Ansys的舰船贮运架虚拟振动试验方法

针对某舰船产品和贮运架整体结构振动试验存在的周期长、成本高等问题,提出应用商用有限元软件Ansys开展虚拟振动试验的一般方法和流程.运用此方法对整体结构开展了模态计算、谐响应分析、瞬态计算和疲劳分析等仿真计算,结果表明该方法合理可行,可完成对结构振动性能的验证,能够实现对物理振动试验中稳定性试验和耐振性试验的真实模拟.     

基于雨流计数法的高低频复合疲劳试验研究

船体固有频率与遭遇波浪频率及其倍频相接近时,波浪载荷极易引起船体结构产生持续的波激振动现象,对大型船舶结构疲劳损伤的影响达到40 %以上。因此,有必要针对波激振动引起的非线性垂向弯矩载荷特点,开展高低频复合工况下典型切口试件疲劳试验及累计损伤分析研究。基于非线性随机载荷的分析方法,采用闭合雨流计数法提取叠加应力历程中的多级循环载荷,并结合平均应力修正方法和疲劳极限以下SN曲线局部修正法,对叠加应力历程中小载荷的损伤效应展开研究。分析结果表明,高低频载荷叠加产生的附加损伤效应对疲劳寿命的影响显著,在恒定应力比下随平均应力的变化近似成二次函数关系。考虑高频小载荷的叠加应力历程疲劳寿命明显降低,可以通过修正累计损伤临界值或引入应力放大因子,近似的利用线性累积损伤理论预测实际叠加应力历程的寿命范围。     

船舱用升降装置的振动试验与分析

本文介绍某船舱用升降装置的振动试验与分析情况,分别使用频域计算方法对升降装置的试验结果进行了振动加速度和振动烈度计算分析,使用有限元方法对升降装置进行模态分析,计算了升降装置的固有频率和振型,并对比分析了升降装置在激振频率低倍频与模型固有频率的关系。计算分析表明,升降装置的振动强度小、振动特型符合优良的工作要求,说明升降装置的固有频率与转动频率各倍频接近时,易产生较大的振动力,对产品控制振动特性的设计具有一定的指导意义。     

基于模态试验的舰船振动噪声预报研究

以某舰船模型为对象,利用双通道频谱分析仪,采用宽频带的快速正弦扫描激励方法,对上述船模进行模态试验分析,同时利用模态分析软件的参数识别功能,结合三维数据转换程序,识别出该船模的各阶固有频率,振型以及阻尼参数,并以图表、曲线等形式给出相应的结果。通过试验研究与振动特性分析,得到了一些有价值的结论。在此基础上,运用模态试验确定该舰船模型的水下声辐射效率,从而对舰船的水下噪声预报进行了尝试。     

基于振动分析的船舶旋转机械故障诊断研究

利用德国VIBXPERT-II振动检测分析仪对正常状态和不同故障状态下离心泵机组的轴向和径向振动情况进行试验测量和数据分析,获得了正常状态和故障状态的时域图和频谱图,验证了基于振动分析方法的有效性。该方法为船舶旋转机械的故障诊断提供了一个思路,对旋转机械的主动维修具有一定的指导意义。     

基于结构疲劳动态可靠性分析的船舶结构概率损伤容限设计

本文根据结构可靠性理论，提出了一种基于结构疲劳动态可靠性分析的损伤容限分析方法，给出结构疲劳裂纹随机扩展过程中疲劳寿命分布和结构疲劳可靠性的表达式。在给定与疲劳寿命有关的各参数条件下求得动态可靠性曲线，从而在结构设计中根据可靠性要求确定或选择设计参数。     

基于磁流变弹性体的船舶轴系纵振动力吸振器的实验研究

磁流变弹性体是一种新型的智能材料,由微米级的羰基铁粉和聚合物合成.由于它具有弹性模量可调、无需封装、稳定性好、响应快等优点,已被广泛应用于机械振动控制等领域.文中针对船舶推进轴系纵振动力学特性,提出一种固有频率可调的磁流变弹性体动力吸振器用于轴系纵振控制.首先理论分析了安装动力吸振器的推进轴系的动力学模型,其次对动力吸振器进行了移频特性试验,并在1:4的船舶轴系缩比模型上进行了变转速工况下吸振效果试验.实验结果表明,该吸振器具有12.3 Hz的移频范围,并且在不同轴系工作转速下相比于被动式吸振器均有更好的吸振效果.     

基于管道振动实验的涡激升力频谱分析

通过对管道振动试验数据的分析,选用威布尔分布的概率密度函数进行拟合,得到涡激升力的频谱表达式。通过管道振动的频响函数得到管道的振动位移的频谱图形,并与实测数据进行对比,结果表明：计算值与实验值吻合较好,中心频率基本相等,幅值稍有偏差。     

基于有限元动力计算的基座隔振性能研究

为了进一步分析基座在船舶减振降噪中的作用,根据阻抗失配原理设计建立4种基座模型,并用数值方法对其隔振效果进行研究。隔振效果用外板均方速度级、加速度振级落差和传递率表示,结果表明桁架式基座在低频段具有较好的隔振效果,槽钢减弱了基座在中频段的隔振效果。     

减小船体艉部振动的动力吸振器研究

采用有限元法研究了动力吸振器减小船体梁结构谐波振动响应的有效性。在本文研究中利用由文献[1]给出的最优调谐参数,采用直接法计算谐波激励下船体结构的频率响应特征。本文分析了动力吸振器三种不同配置的情况,用来研究它们对减小船体谐波响应的敏感性和适用性,为动力吸振器的实船应用提供了理论依据。     

基于动密封过程的深海电连接器插合力研究

针对深海环境中的水压较高,水下连接器需进行湿式插合的需求,设计深海电信号连接器的动密封和水压平衡压力补偿结构.基于接触力学和材料力学中的悬臂梁结构理论,建立基于动密封前后两过程的连接器插合力数学模型,并通过ANSYS Workbench仿真软件获取试验原始数据,并验证该尺寸插合力数学模型的正确性.通过正交试验设计分析过盈量和摩擦因数对插合力的影响,结果发现,当摩擦因数取0.21、过盈量取1.1 mm时,动密封前过程插合力取最优.此外,采用多目标优化模型对冠簧结构和动密封后过程插合力进行优化,得到冠簧最佳尺寸、动密封后过程最佳插合力和最优化材料,为深海电信号连接器设计提供参考.     

蒸汽阀动态流阻特性研究

某热力系统中蒸汽阀动态流阻特性对其总体性能设计十分关键。由于该蒸汽阀结构特殊、流速高,无法借鉴一般蒸汽阀门的流阻特性,且仿真分析难以获得较准确的数值,需进行试验研究。基于蓄热器放汽过程流量计算原理,建立了蒸汽阀动态流阻特性试验研究的一般原理、试验分析数学模型等试验研究方法,并通过多工况动态试验验证,获得了本蒸汽阀的动态流阻特性,为该热力系统的设计提供了有力支撑。同时该试验研究方法,可推广应用于类似蒸汽调节阀的动态流阻特性研究。     

基于有限元分析和动力学仿真的曲轴疲劳寿命计算

基于某型十二缸内燃机曲轴的有限元模型,建立了包括曲轴、活塞组、连杆组及飞轮在内的三维实体动力学仿真模型,并考虑惯性力、气缸压力和相邻拐的影响.通过曲轴刚柔混合动力学仿真,计算了标准工况下曲轴的载荷历程曲线及最大应力,并利用全寿命方法(S-N法)得出了该曲轴的疲劳寿命.在此基础上,对内燃机负荷与曲轴疲劳寿命关系进行了分析,表明内燃机负荷对曲轴疲劳寿命有显著的影响.     

基于实船航行试验的舰船总振动阻尼识别方法

针对当前缺少来自于实船试验的总振动阻尼数据的现状,研究一种基于实船航行振动试验数据进行总振动阻尼研究的测点布置和识别计算方法。清晰表述了＂模态共振响应＂和＂模态相邻振动响应＂的概念;分析了＂模态相邻振动响应＂、＂模态非共振响应＂和＂模态共振响应＂三者的比例规律,按该规律指导制定了某船航行总振动测试工况,使用该船航行总振动测试数据获得了该船的弯曲总振动阻尼数据。