北京型内燃机车车体的试验模态分析

为了研究北京型内燃机车的动态特性，对车体进行了试验模态分析，车体是一个大型的钢结构，针对其特点用随机冲击激振方法和分区激振测试技术进行了试验，文中给出该车体前七阶主振动的所有模态参量，为进一步改进结构的动态性能，进行车体的优化设计提供了可靠的依据。     

风力发电塔系统整体建模与模态分析研究

为了判断风力发电塔系统是否能避开共振,需对其进行模态分析。提出了考虑"桨叶—轮毂—机舱—塔筒"耦合的整体建模的方法,可用于风力发电塔系统模态的计算。分别进行了停机阶段、运行阶段和切出阶段的模态分析,对比其频率和固有振型。对比结果表明:三个阶段的频率基本相同,只须验算停机状态下的频率满足规范即可;塔筒的振动形式主要为侧向弯曲振动、前后弯曲振动和扭转振动;桨叶在前十阶的振动形式主要为挥舞振动和摆振,且三桨叶振动存在一定的规律;相对于停机阶段,运行阶段时振型基本相同,切出阶段时振型有较大差异。     

机车车体模态分析

本文系统地讨论了机车车体模态分析所涉及的模态理论，研究了车结构的模型化方法和机车车体的模态特征。利用车体结构的对称性，通过合理地约束对称面上节点位，使得车体结构模态分析可以三种模型，即对称弯曲模型、反对称弯曲模型和扭曲模型的计算分步完成，从而大大降低了模型规模。三种模型的计算结果表明，车体振型分为整体型和局部振型。整体振型包括对称弯曲振型、反对称弯曲振型和扭曲振型。局部振主要为侧壁和司机室的局部振     

动力吸振器抑制空调管道振动研究

针对空调管道振动过大的问题,对其受力进行了分析,并设计了一种具有双向抑振功能的管道动力吸振器用于振动抑制。利用Workbench对含动力吸振器的空调管道进行模态及谐响应分析。分析结果表明,造成空调管道振动过大的原因是其工作频率与第3阶共振频率相近,引发了共振;安装吸振器可有效降低管道的径向及横向振幅;排气管道中振幅较大的位置是吸振器抑振效果较好的位置。由分析结果可知,具有双向抑振功能的吸振器可为管道振动抑制提供一定帮助。     

瞬态激励确定基桩动刚度及承载力的初步研究

本文对瞬态激振时桩－土系统动刚度的确定方法作了初步研究。首先，本文依据基桩振动的弹性模型才模态分析理论，对小应变动测法的理论基础作了进一步探讨，然后提出了适用于不同条件下瞬态激励时的三种确定桩土系统等效刚度（动刚度）的新方法－瞬态导纳法、频率方程法和弹性波法，并结合工程试桩初步验证了这些方法的正确性。     

铁路车-线-桥大系统耦合动力仿真计算方法探讨

利用UM多体动力学软件建立高速动车组车辆模型,导入由有限元软件分析得出的无砟轨道-桥梁结构模态信息,采用模态叠加法进行车-线-桥大系统耦合动力仿真分析。结果表明:相对于传统车辆子系统多刚体仿真而言,采用模态叠加法的大系统刚柔耦合动力分析由于能够充分考虑各子系统的参振质量以及相互之间的振动影响,计算得出的车辆动力响应数值更加准确;相对于有限元结构动力分析方法而言,采用模态叠加法的计算相对误差可控制在10%以内,能够满足工程应用的要求,且计算效率得到了大幅度的提高。     

基于CEEMDAN与KFCM聚类的转辙机退化状态识别方法

针对道岔转换设备在使用寿命内的功率信号特征提取与退化状态识别问题，提出基于自适应白噪声完备经验模态分解（Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise,CEEMDAN）与核模糊C均值聚类（Kernel-based Fuzzy C-Means clustering,KFCM）相结合的转辙机退化状态识别方法。首先，对S700K转辙机采集的功率曲线数据进行模态分解，得到多个固有模态函数（Intrinsic Mode Functions,IMFs），通过IMFs的能量幅值获得表征数据退化过程的特征向量；然后，由KFCM算法对特征向量进行转辙机退化状态识别，并进行状态划分；最后，通过计算分类系数和平均模糊熵对该方法的分类性能进行综合评估，并与模糊C均值聚类（Fuzzy C-Means clustering,FCM）和GK (Gustafson Keseel)聚类算法进行比较。结果表明：该方法聚类效果准确率达95.6%，优于FCM和GK聚类算法，能对转辙机的退化状态进行科学划分，为铁路现场道岔设备健康状态监测提供...     

转向架非主体结构件模态频率规划与设计验证

针对转向架非主体结构件进行模态频率规划及试验、仿真的方法以解决共振疲劳问题。首先梳理了车轮多边形、钢轨波磨、轨枕通过、P2共振等轮轨激振频率作为频率优化的边界条件并与IEC 61373中的试验频率范围进行了差异对比，给出了构架上设备大于100 Hz和轮对上设备大于250 Hz的模态频率一般建议，并建议基于线路主激振频率按1.414或1.19作为频率间隔参考系数进行模态频率优化。另外对比了某转向架天线梁实测振动量级高于IEC 61373的功能振动试验，说明了车轮多边形对振动量级的影响很大，建议优先采用实测振动量级进行试验并给出了试验方法，并针对缺少实测数据的情况给出了一种基于IEC 61373标准放大的试验量级。最后给出了采用Workbench进行仿真计算的方法，结合转向架管夹座优化示例，通过模态频率计算、随机振动仿真对比分析了结构优化方案的选择，从而实现提高结构寿命的目标。     

大跨度悬索桥在风与列车荷载同时作用下的动力响应分析

采用模态综合技术，建立了列车与大距度悬索桥系统在风荷载作用下的动力相互作用分析模型。根据实测的空气动力参数和颤振导数，模拟产生包括抖振力和自激力的时域随机风荷载作为系统输入激励，以香港青马大桥为例，分析了大距度悬索桥在风和运行列车荷载同时作用下的动力响应特点，并将部分计算结果与实测结果进行了对比。     

光伏并网逆变器分数阶滑模二自由度内模控制

为提高光伏并网逆变器的动态品质和鲁棒性能，削减传统滑模控制中存在的系统抖振，改善一自由度内模控制无法兼顾系统跟随性和抗干扰性的局限性，通过引入分数阶微积分算子和二自由度内模控制算法，提出一种光伏并网逆变器分数阶滑模二自由度内模控制方法。经仿真测试结果表明，相较于传统滑模一自由度内模控制算法，该控制方法具有较好的并网跟随性，在网压波动时可有效削减系统抖振，改善系统抗干扰能力，提升系统的鲁棒性。     

桥墩高度对群桩承台系统动刚度的影响分析

对于服役桥梁,测试群桩承台桥墩系统的动刚度可以了解其健康状态,并可以作为推算静刚度及承载性能的依据。而当采用动刚度作为评估指标时,激振点和拾振点的选取应具备合理性,且不应忽视桥墩高度对动刚度值的影响。为分析上述问题,本文建立了三维动力有限元模型,施加瞬态激励以分析系统的竖向动刚度值,并考虑了激振点位于承台上和桥墩顶部2种情况。计算结果表明:2种激振点位情况下,在2.5 Hz频率下系统动刚度受桥墩高度变化影响小,计算结果稳定;当激振点位于承台上时,由于激振点和拾振点均不在结构对称中心上,因此当频率较高时(20 Hz左右),系统动刚度会受到自身模态的影响而发生阶跃式突变;当激振点位于墩顶中心时,随着桥墩高度的增加,在20 Hz频率下的系统动刚度降低。     

铁道客车关键系统的模态规划研究

针对铁道客车模态耦合引起的共振问题,提出包含转向架、车体及附属设备的模态规划方法。建立某铁道客车的车体有限元模型,基于Guyan缩减法对弹性车体进行自由度缩减,建立车辆的刚柔耦合分析模型。调整车体主要结构的材料属性改变车体的低阶弹性模态频率,分析弹性模态变化对车辆平稳性的影响及单个模态对平稳性的贡献量,基于动态响应特性对车体局部结构和车载设备进行模态匹配研究,给出了该铁道客车的关键模态规划推荐表。结果表明,该模态规划研究方法具有较好的合理性和适应性,能够应用于其他铁道客车的模态匹配分析。     

大型结构的模态试验分区测试技术

本文对锤击法用于大型结构进行了探讨，除了采用较大质量锤外，还采用分区激振技术，这种方法既保留了锤击法的优点，又在一定程度上克服了锤击法激振能量不足的缺点，取得了较好的试验结果。     

基于声振互易法的铁路扣件弹条模态试验研究

在铁道车辆的安全运行中,部分路段的轨道扣件系统的折断率比较高,因此掌握轨道扣件弹条的模态参数对减少弹条折断率,提高铁路运营安全性是十分必要的。首先介绍利用基于声振互易法进行模态测试的基本原理,然后利用加速度传感器和声传感器分别对弹条进行测试,得到加速度传感器的附加质量,使弹条各阶固有频率降低3%左右,对于类似扣件弹条这样的小阻尼结构,较小的频率变化会引起较大的频响函数幅值变化,并且通过后续的现场实验对比得到,利用声振互易法对现场弹条的模态测试不会受到钢轨的辐射噪声干扰,可以有效消除接触式传感器附加质量对弹条扣件小阻尼结构模态参数影响,因此得到的实际弹条扣件测试结果更加准确客观。     

降低50AT尖轨淬火残余应力的振动时效参数研究

研究目的:为研究降低50AT尖轨淬火后残余应力的振动时效参数,本文通过建立道岔直线尖轨有限元分析模型,使用Deform软件模拟出尖轨淬火后的残余应力分布,结合尖轨模态响应得到振动时效参数,并通过盲孔测应力评价方法对比分析模态时效参数与企业时效参数对尖轨振动时效后残余应力的消除效果,最终得到适合降低50AT尖轨残余应力的振动时效参数。研究结论:(1)尖轨轨头中频感应淬火完成后,尖轨轨头、轨腰分布着残余压应力,轨底分布着残余拉应力;(2)基于尖轨淬火后轨底中部残余应力集中、翘曲变形特性,以及尖轨的模态振型,得到支撑点位置、激振点位置及激振频率等振动时效参数;(3)采用本文得到的时效参数对尖轨进行振动时效处理,残余应力的平均消除比率为46. 6%;按照企业时效参数对尖轨进行振动时效处理,残余应力的平均消除比率为28. 8%;本文时效参数下对残余应力的平均消除率是企业现有时效参数下的1. 6倍,且时效时间仅为企业时效时间的1/4,可显著提高生产效率;(4)本文得到的振动时效参数可用于指导50AT尖轨感应淬火后残余应力的降低。     

高阶模态涡振锁定区间气动力展向相关性研究

由于涡激力沿展向并不完全相关,在均匀流条件下基于宽高比为5:1的矩形截面多点弹性支撑气弹模型,开展风洞试验,对气弹模型在高阶模态振动状态下以及静止状态下的涡激力展向相关性进行研究。研究结果表明:气弹模型的各竖弯模态均出现了频率相同的2个涡振区间,第1涡振区间的表观St数为0.22,第2涡振区间的表观St数为0.11;高阶模态振动状态下,不同模态的第1个涡振锁定区间内升力展向相关系数最大值位于涡振幅值最大处,而第2个涡振锁定区间内升力展向相关系数最大为位于涡振锁定区间的上升段而非涡振幅值的最大处,且与节段模型的升力变化规律相似;静止状态下气弹模型的升力展向相关性系数随着风速(雷诺数)的增加而表现出升高的趋势,且随展向间距增加而逐渐趋于0。     

吊挂方式对铁道车辆设备模态和传递特性的影响

利用振动力学相关理论,采用仿真研究与试验测试相结合的方法,研究了典型车辆吊挂设备刚性连接方式与弹性连接方式对设备振动模态和传递特性的影响。     

基于实测应变的时域模态参与因子识别研究

提出一种基于优化结构表面应变测点实现结构振动模态参与因子的时域识别方法,该方法针对激励频率接近或高于结构基频的复杂结构振动响应测试问题,通过有限元模态分析,选择合适的应变测点数,利用D优化设计理论在适宜测试候选区内优化最佳测点位置和方向,结合优化测点组的模态应变矩阵,运用最小二乘法估计结构振动模态参与因子,由模态叠加基本原理,得到结构整体应变响应。通过悬臂梁试件激振扫频试验验证了本方法的可行性。对高速列车某型齿轮箱箱体加15%幅值误差的仿真动态应变进行模态参与因子估计,模态参与量总和为98.9%的三阶模态参与因子估计的RMS误差最大为3.66%,箱体的模态参与因子识别效果较好。     

基于模态参预的激励自由度有效性研究

为研究模态试验激励自由度有效性问题,分3种工况改变激振器输入力相位,对某城际动车组进行静态台架激振器试验,得到输入力及响应加速度信号。根据模态分析理论,利用Test.Lab软件识别车体典型模态参数,并同时得到各阶模态留数矩阵。根据模态参预的定义,得到不同工况下激振力对各阶模态的模态参预。最后根据模态参预矩阵对激励自由度有效性进行判定,同时给出车体1阶垂直、弯曲及车体1阶扭转模态的最佳激励方式,并依据模态参预对模态参数估计的准确性进行简单说明。     

电气化施工作业车排气系统的振动控制

为减少作业车排气系统在发动机怠速情况下的振动，利用MSC／NASTRAN有限元分析软件对其进行模态分析，利用模态分析的方法可以有效地了解排气管的振动情况，分析结果表明：怠速下发动机的激励频率与排气系统的固有频率发生耦合，引起了排气系统的共振，最后，针对实际进行情况，提出以改进发动机与排气系统的连接方式来改变排气系统的固有频率，降低气系统的振动。