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高速磁浮列车-桥梁耦合振动实时混合试验的数值仿真研究

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振动与冲击 2022年第8期41卷 270-276页

作者：王贞侯金佑吴斌杨格王涛许国山丁勇武汉理工大学土木工程与建筑学院武汉430070 黑龙江科技大学建筑工程学院哈尔滨150022 哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150090

高速磁浮列车是新型高速交通工具,具有良好应用前景,逐渐成为研究热点。当列车过桥墩时,由于桥梁此处竖向刚度远大于其他位置,列车与桥梁之间存在冲击相互作用,对磁浮控制非常不利,甚至影响运行安全性。为了研究该耦合振动,提出了高速... 详细信息

高速磁浮列车是新型高速交通工具,具有良好应用前景,逐渐成为研究热点。当列车过桥墩时,由于桥梁此处竖向刚度远大于其他位置,列车与桥梁之间存在冲击相互作用,对磁浮控制非常不利,甚至影响运行安全性。为了研究该耦合振动,提出了高速磁浮列车-桥梁耦合振动实时混合试验;首先阐述了方法原理与流程,然后建立试验系统数值仿真模型,开展数值仿真分析。研究表明:混合试验模拟结果精度较好,高速磁浮列车的车桥耦合实时混合试验具有可行性;不过,准确复现冲击相互作用对加载系统的动力性能要求较高,仍然存在较大困难;研究结果可为车桥耦合实时混合试验的实施提供参考。

关键词：高速磁浮列车实时混合试验耦合振动试验仿真时滞补偿

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露天潜孔钻机钻架-平台耦合振动特性分析

应用基础与工程科学学报 2018年第1期26卷 190-199页

作者：苏荣华沈洪爽刘晓林韩新平辽宁工程技术大学力学与工程学院辽宁阜新123000 辽宁瀚石机械制造有限公司辽宁阜新123000

潜孔钻机在大风环境下工作受周期性冲击载荷和风载荷共同作用,动力学行为与钻架和平台结构耦合振动特性密切相关,直接影响钻机工作可靠性.对国产某型潜孔钻机进行改进设计,建立钻架-平台结构耦合动力学模型,采用ANSYS软件对周期性冲击... 详细信息

潜孔钻机在大风环境下工作受周期性冲击载荷和风载荷共同作用,动力学行为与钻架和平台结构耦合振动特性密切相关,直接影响钻机工作可靠性.对国产某型潜孔钻机进行改进设计,建立钻架-平台结构耦合动力学模型,采用ANSYS软件对周期性冲击载荷与平行风载（与车身方向平行）或正交风载（与车身方向正交）联合作用下结构耦合振动特性进行仿真分析.结果表明：耦合振动的前十阶模态频率分布在3-28Hz范围内,在14.46-25.32Hz之间存在一个较宽的模态间隔频带,位移幅频特性和动应力幅频特性均存在一个低幅响应区.风载荷相对于机身的作用方向对幅频特性影响很大.该钻机在平行风载下钻架顶端观察点振动位移幅明显低于正交风载下振动位移幅.平行风向载荷下钻机结构最大动应力幅值低于正交风向载荷下钻机结构最大动应力幅值.钻架-平台结构耦合振动特性为钻机结构动态优化设计提供理论依据.

关键词：潜孔钻机钻架-平台结构耦合振动冲击载荷风载荷

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球状泡群内气泡的耦合振动

物理学报 2015年第23期64卷 156-163页

作者：王成会莫润阳胡静陈时陕西师范大学超声学重点实验室西安710062

振动气泡形成辐射场影响其他气泡的运动,故多气泡体系中气泡处于耦合振动状态.本文在气泡群振动模型的基础上,考虑气泡间耦合振动的影响,得到了均匀球状泡群内振动气泡的动力学方程,以此为基础分析了气泡的非线性声响应特征.气泡间的耦... 详细信息

振动气泡形成辐射场影响其他气泡的运动,故多气泡体系中气泡处于耦合振动状态.本文在气泡群振动模型的基础上,考虑气泡间耦合振动的影响,得到了均匀球状泡群内振动气泡的动力学方程,以此为基础分析了气泡的非线性声响应特征.气泡间的耦合振动增加了系统对每个气泡的约束,降低了气泡的自然共振频率,增强了气泡的非线性声响应.随着气泡数密度的增加,振动气泡受到的抑制增强;增加液体静压力同样可抑制泡群内气泡的振动,且存在静压力敏感区（1—2 atm,1 atm=1.01325×10~5Pa）;驱动声波对气泡振动影响很大,随着声波频率的增加,能够形成空化影响的气泡尺度范围变窄.在同样的声条件、泡群尺寸以及气泡内外环境下,初始半径小于5μm的气泡具有较强的声响应.气泡耦合振动会削弱单个气泡的空化影响,但可延长多气泡系统空化泡崩溃发生的时间间隔和增大作用范围,整体空化效应增强.

关键词：球状泡群空化气泡耦合振动声响应

黏弹性介质包裹的液体腔内球状泡群耦合振动模型

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物理学报 2024年第15期73卷 90-98页

作者：左馨怡雷照康武耀蓉王成会陕西师范大学陕西省超声学重点实验室西安710062

高强度超声可激发生物组织空化,软组织常被当作黏弹性介质,因此,黏弹性介质中气泡动力学行为研究可为超声生物治疗提供理论支持.为探索组织液内多气泡动力学影响,构建了球形液体腔内的球状泡团模型,考虑了液体腔外黏弹性介质的动力学效... 详细信息

高强度超声可激发生物组织空化,软组织常被当作黏弹性介质,因此,黏弹性介质中气泡动力学行为研究可为超声生物治疗提供理论支持.为探索组织液内多气泡动力学影响,构建了球形液体腔内的球状泡团模型,考虑了液体腔外黏弹性介质的动力学效应,得到了球状泡群内气泡耦合振动方程,并基于此分析了气泡的振动行为.结果表明,腔体以及泡群约束虽抑制了气泡振动,但在一定程度上还可以增强气泡的非线性振动特性.约束环境下气泡的非球形振动稳定性主要受驱动声波压力幅值和频率、气泡初始半径以及气泡数密度影响,而腔体半径的影响随驱动压力的增加而增强;存在最小不稳定驱动声压阈值,不同初始半径的气泡不稳定振动阈值压力不同且不稳定分布区主要分布在小于4μm的范围内;驱动频率增大,气泡振动不稳定区的声压阈值也随之增大,且不稳定区域有减小的趋势;随着气泡数密度的增加,气泡不稳定区域逐渐向无规则的斑图状分布,极易受到扰动发生不稳定振动而崩溃.高频声波激励下平衡半径大于4μm范围内气泡的惯性空化阈值受频率和气泡数密度的影响显著.

关键词：球状泡群液体腔空化气泡耦合振动

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任意边界条件下弹性梁耦合振动特性分析

振动与冲击 2022年第17期41卷 48-54页

作者：李海虹王昊郭山国刘志奇李王铎太原科技大学机械工程学院太原030024 河北机电职业技术学院机械工程系河北邢台054000

采用谱几何法建立了任意边界条件下弹性梁横向、纵向和扭转耦合振动分析模型。将弹性梁的横向、纵向和扭转振动位移函数分别描述为一种辅助函数为三角级数的改进傅里叶级数;在弹性梁两端引入边界约束弹簧组,通过改变其刚度值模拟任意边... 详细信息

采用谱几何法建立了任意边界条件下弹性梁横向、纵向和扭转耦合振动分析模型。将弹性梁的横向、纵向和扭转振动位移函数分别描述为一种辅助函数为三角级数的改进傅里叶级数;在弹性梁两端引入边界约束弹簧组,通过改变其刚度值模拟任意边界条件;应用Hamilton原理从能量角度推导整个结构的拉格朗日函数;采用Ritz法对其进行求解。计算了弹性梁模型不同边界下前6阶固有频率,与文献解对比最大误差为0.02%,验证了该方法的正确性和较快的收敛性。该模型统一了弹性梁横向、纵向和扭转振动的位移函数表示形式和模态特性求解方程,通过改变边界约束弹簧刚度系数可以实现对弹性梁耦合振动特性进行调整,为弹性梁动力学性能优化提供了一种参数化的研究方法。

关键词：弹性梁耦合振动谱几何法任意边界条件

基于辊系多模态模式的连轧机机架间耦合振动系统模型的建立及仿真分析

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中南大学学报（自然科学版） 2020年第10期51卷 2834-2843页

作者：王桥医崔明超王瀚过山杭州电子科技大学机械工程学院浙江杭州310018

针对连轧机系统单机架轧机间的耦合振动现象,考虑轧制过程几何特征、辊缝摩擦力及压应力,建立均匀变形动态轧制过程模型;将该模型与辊系多模态结构模型相结合,综合考虑连轧机相邻机架间轧件张力和轧件厚度波动,建立连轧机单机架轧机间... 详细信息

针对连轧机系统单机架轧机间的耦合振动现象,考虑轧制过程几何特征、辊缝摩擦力及压应力,建立均匀变形动态轧制过程模型;将该模型与辊系多模态结构模型相结合,综合考虑连轧机相邻机架间轧件张力和轧件厚度波动,建立连轧机单机架轧机间耦合振动系统模型。基于连轧机单机架轧机间耦合振动系统模型,对每个单机架系统和多机架耦合振动系统进行动力学特性分析。研究结果表明:当厚度不均匀的带材进入当前机架时,会直接影响轧制力,从而导致轧辊振动;当厚度不均匀的带材进入连轧机的任何其他机架时,都会导致整个连轧机的张力发生变化,从而导致轧辊振动;机架间的耦合作用降低了系统的稳定性,减小了系统的临界速度。连轧机机架间耦合振动系统模型的建立可为抑制轧机振动提供参考。

关键词：连轧机耦合振动多模态轧制过程

中低速磁浮列车-简支梁系统耦合振动试验研究

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铁道学报 2018年第2期40卷 117-124页

作者：耿杰王党雄李小珍邱晓为西南交通大学土木工程学院四川成都610031 中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063

为探讨中低速磁浮列车-简支梁系统的耦合振动特性,以长沙中低速磁浮交通运营线中的一跨25m简支梁为研究对象,开展现场动载试验,对磁浮列车及简支梁的各动力响应值进行测试和分析。研究表明:磁浮列车、简支梁的动力性能良好,均满足规范要... 详细信息

为探讨中低速磁浮列车-简支梁系统的耦合振动特性,以长沙中低速磁浮交通运营线中的一跨25m简支梁为研究对象,开展现场动载试验,对磁浮列车及简支梁的各动力响应值进行测试和分析。研究表明:磁浮列车、简支梁的动力性能良好,均满足规范要求;随着车速的增加,简支梁竖向与横向的各动力响应值均增大,且竖向增速大于横向;简支梁竖向加速度峰值集中在20 Hz以内,横向加速度远小于竖向加速度,且集中在20~80Hz;空气弹簧具有良好的隔振作用,使车体表现为低频振动(竖向1 Hz、横向1.5 Hz),悬浮侧架的加速度明显大于车体,含有较显著的中高频振动(50~100Hz)成分。

关键词：中低速磁浮交通磁浮车辆简支梁耦合振动现场试验

带钢-辊子-柔性支承混杂系统动力学建模与耦合振动研究

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振动工程学报 2013年第4期26卷 599-607页

作者：王洋许飞李勇徐培民安徽工业大学机械工程学院安徽马鞍山243032

基于广义Hamilton原理建立带钢连续热镀锌生产线镀锌段带钢-辊子-柔性支承混杂系统的数学模型,线性化后利用实模态理论得到系统的特征值问题。以某镀锌线为例,用数值方法研究带钢横截面积和初始张力对系统特征值和特征向量的影响、参数... 详细信息

基于广义Hamilton原理建立带钢连续热镀锌生产线镀锌段带钢-辊子-柔性支承混杂系统的数学模型,线性化后利用实模态理论得到系统的特征值问题。以某镀锌线为例,用数值方法研究带钢横截面积和初始张力对系统特征值和特征向量的影响、参数变化引起的模态跃迁、模态局部化现象和系统的耦合振动特性,以及考虑柔性支承时组成系统的各子系统间的耦合作用及子系统特性对混杂系统特性的影响。发现带钢子系统特性支配着混杂系统特性,转动振动子系统和柔性支承只在各自的共振区对混杂系统有显著影响,不仅在跃迁点附近子系统之间耦合强烈,在两相邻偏转点之间,即远离偏转点时亦有较强耦合。据此可借助对子系统的修改(或调节系统运行参数)来最大限度地改变总体系统特性。

关键词：机械振动混杂系统耦合振动模态跃迁模态局部化

基于二元耦联性解耦下多孔FGM梁的热-力耦合振动与屈曲特性

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工程力学 2020年第8期37卷 10-19页

作者：蒲育周凤玺任永忠刘君兰州工业学院土木工程学院兰州730050 兰州理工大学土木工程学院兰州730050

采用一种改进型广义微分求积(MGDQ)法,数值研究了初始轴向机械力作用下含均匀孔隙的功能梯度材料(FGM)梁在热环境中的耦合振动及耦合屈曲特性。考虑了材料性质随温度的相关性,温度沿梁的厚度方向按不同类型稳态分布,采用含孔隙率修正的V... 详细信息

采用一种改进型广义微分求积(MGDQ)法,数值研究了初始轴向机械力作用下含均匀孔隙的功能梯度材料(FGM)梁在热环境中的耦合振动及耦合屈曲特性。考虑了材料性质随温度的相关性,温度沿梁的厚度方向按不同类型稳态分布,采用含孔隙率修正的Voigt混合幂率模型来表征多孔FGM梁的材料属性。采用一种n阶广义梁理论(GBT),在Hamilton体系下统一建立描述该系统耦合振动及屈曲问题力学模型的控制方程。通过引入边界控制参数,可实施3种典型边界梁动态响应MGDQ法求解的MATLAB统一化编程。基于两种静动态力学行为之间的二元耦联性,编写循环子程序用来获得屈曲静态响应,该分析方法极大地简化了解耦过程并提高了计算效率。通过算例主要探究了梁理论、边界条件、温度分布、升温、初始轴向机械力、热-力耦合效应、孔隙率、梯度指标、跨厚比等诸多参数对多孔FGM梁振动及屈曲特性的影响,同时刻画并揭示了两种静动态力学行为之间的二元耦联性。

关键词：多孔FGM梁 n阶广义梁理论热-力耦合载荷耦合振动耦合屈曲改进型广义微分求积法