钢轨扣件减振橡胶阻尼耗能特性分析

为了掌握钢轨扣件减振橡胶中阻尼的分布及其随振幅和频率的变化规律,对减振橡胶元件受压和受剪两种扣件进行了试验研究。建立钢轨扣件减振橡胶非线性弹性力和混合阻尼叠加的动力学模型,完成模型参数识别及结果检验。根据所建立的动力学模型计算各试验工况下的弹性变形能、阻尼耗能和结构损耗因子。分析发现:压缩和剪切两种扣件减振橡胶的阻尼参数随振幅和频率的变化规律相似,弹性变形能、阻尼耗能和结构损耗因子均随振幅的增大而显著增大,而受频率的影响较小。相同工况下,压缩型扣件减振橡胶的结构损耗因子远大于剪切型扣件,说明压缩型扣件在发挥减振功能时,其耗能特性优于剪切型扣件,而隔振特性劣于剪切型扣件。因此,在钢轨扣件创新设计时,可以通过控制减振橡胶压-剪组合变形,来实现扣件隔振和衰减振动能量两功能的均衡发挥,将结构损耗因子作为设计过程中的控制指标。     

扣件胶垫阻尼的频变性对地铁隧道环境振动的影响

以地铁隧道内常使用的DT VI2型扣件为研究对象,采用车辆—轨道垂向耦合随机振动频域分析模型与有限元谱分析模型组合求解法,研究扣件胶垫阻尼的频变性对地铁隧道环境振动的影响。结果表明:与常量的扣件胶垫阻尼相比,随频率变化的扣件胶垫阻尼对地铁隧道环境低频振动影响很小,但会增大其分频最大振级,同时还会降低其分频最大振级以上频带内的振动水平,并且随着频率的持续提高,振动级的下降幅度也会越来越大;尽管可以通过单纯降低胶垫阻尼系数提高地铁隧道环境振动频域的预测精度,但难以保证对各频段振级均有较高的预测精度,因此,如不考虑扣件胶垫阻尼的频变性,易低估地铁隧道环境振动的分频最大振级,同时会高估主频段以上的振动水平。     

基于能量法的船舶静水横摇试验阻尼估算方法研究

船舶横摇阻尼准确估算是正确预报波浪中横摇运动的前提。为获得船舶横摇阻尼,通常采用静水中船模自由横摇衰减试验的方法。文章基于模型试验的横摇衰减测量数据,采用能量法进行了船舶横摇阻尼系数的研究,主要研究了横摇衰减曲线拟合函数形式,横摇衰减周期截取个数对获取的横摇阻尼系数的影响。最后将采用能量法获取的横摇阻尼系数用于规则波中船舶横摇运动预报,验证了采用该方法获取的阻尼系数的适用性。     

燃气轮机转子支承刚度计算研究

综合归纳燃气轮机转子的各种支承结构形式、特点,剖析结构参数对支承刚度的影响。针对燃气轮机转子在高转速下支承刚度获取难的问题,运用理论分析和经验公式相结合的方法,对某型燃气轮机转子支承进行刚度计算与误差分析。结果表明,对于弹性阻尼支承系统,刚度值在一定精度范围内的初步计算可不考虑油膜刚度的影响。     

提高船用阻尼材料应用效果的优化设计方法

基于模态应变能法及结构动力学优化理论,研究提高船用阻尼材料应用效果的多种方法。方法1是在满足所使用阻尼材料重量相同的条件下,首先对阻尼材料进行一定百分比的开孔,与同等重量的实心阻尼材料结构相比,贴敷开孔阻尼材料的结构损耗因子得到了提高;其次,以所用阻尼材料重量为优化目标函数,在满足给定的整体结构损耗因子约束条件下,建立贴敷阻尼材料复合悬臂板优化模型。方法2主要优化设计复合板不同区域阻尼材料的厚度值。方法3则主要针对复合板不同区域阻尼材料的分布进行拓扑优化设计,得出在给定复合板前3阶模态损耗因子约束条件下阻尼材料的最佳厚度值和拓扑分布。研究结果表明：阻尼材料上一定百分比的开孔可有效提高结构减振效果;通过重量目标函数及考虑损耗因子约束的阻尼材料结构厚度优化和拓扑分布优化,可以找到满足指定减振要求下阻尼材料用量最小的结构,且拓扑分布优化效果更好。     

吊艇架非线性阻尼优化设计

针对吊艇架减摆系统,设计了减摆罩基于母船横摇、纵摇两个自由度的解耦的阻尼结构,使阻尼器的减摆作用相互独立,互不影响。建立了该种减摆结构的数学模型,提出了利用船舶摇摆谱密度对数学模型进行了统计线性化分析,通过最优计算得出最优阻尼阀开口,针对被动减摆装置的局限性,利用模糊方法设计了最优阻尼的半主动控制策略。     

基于声表面波技术的无线无源扭矩测量系统研究与实现

针对转轴扭矩测量问题,基于声表面波技术,开发无线无源的声表面波扭矩测量系统。在分析了声表面波扭矩测量的敏感机理和理论模型的基础上,设计了改进Hiccup结构的单端口谐振器,使谐振器的理论空载Q值达到14000左右。设计了声表面波信号无线获取和处理系统,制作了完整的系统样机。实际测试结果表明,所设计传感器的灵敏度达到3.968kHZ/Nm,与理论计算结果高度吻合。在1000Nm量程范围,测量系统的最大非线性、重复性误差约为0.5%FS。     

多孔式液压阻尼器在拦阻系统中的应用研究

以国外某型航母液压拦阻系统为研究对象,从其组成和工作原理出发,对多孔式液压阻尼油缸在拦阻系统的应用进行研究。根据液压系统传动理论建立液压拦阻系统数学模型,利用Matlab软件进行了动力学数值仿真。对比美军标MIL-STD-2066给出的MK7-3型拦阻器的阻尼特性,所采用的多孔式缓冲拦阻器可使飞机降落时所承受的最大拦阻力减少约10.9%,大幅度减少着舰时飞机和飞行员的负荷,提高了飞机降落的安全性。     

复合材料箱型基座结构静动态特性试验研究

以原钢质基座为对象,提出了一种箱型复合材料基座模型,根据该基座的承载应用要求,设计了适用14.7t大载荷加载的基座静/动态特性试验测试方案,针对复合材料基座和原钢质基座开展静刚度试验、空载振级落差试验、加载条件下的频响试验,对比分析了两种基座的静/动态性能。试验结果表明:所设计的复合材料基座的静刚度与原钢质基座相近,在0~1000Hz范围内,横向振级落差提高4.2dB;垂向振级落差提高2.3dB,且复合材料基座具备优异的高频损耗特性。     

附加质量对水中平面板振动噪声特性的影响

在结构的生产加工和使用过程中,由于结构设计、施工工艺、使用安装及维修保养等过程中存在种种问题,导致结构的附加质量成为一种普遍存在且无法避免的现象,同时又对主体结构的声振特性存在着较大影响,因此研究附加质量对主体结构振动及噪声特性的影响具有重要的基础意义。以水中平板结构为例,对由不同分布情况的附加质量所引起的水中平面板声-振特性的变化进行数值分析。建立带有附加质量主结构的有限元模型,将其与声流体介质的瑞利积分相互耦合用于求解流固耦合问题,以获得耦合系统的响应。通过模型降阶法求解由附加质量所引起的结构模态参数变异。数值计算结果表明,不同分布情况的附加质量的影响有所不同,对于主结构声振特性的影响随频率的变化而变化。在主结构低频振动时,附加质量的影响主要反映在主结构固有频率和阻尼系数的改变上。