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基于弹性车辆系统和OTPA方法的车辆振动传递特性分析

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交通运输工程学报 2024年第2期24卷 179-192页

作者：郭冰彬罗志翔肖乾程玉琦杨逸航朱恩豪中车株洲电力机车有限公司重载快捷大功率电力机车全国重点实验室湖南株洲412001 华东交通大学轨道交通基础设施性能监测与保障国家重点实验室江西南昌330013 江西机电职业技术学院车辆工程学院江西南昌330013

为了准确分析轨道车辆在较宽频域范围内的振动特性及传递规律,提出了一种基于弹性车辆系统动力学仿真模型的工况传递路径分析(OTPA)方法;建立了包含柔性轮对、构架和车体的弹性车辆系统动力学模型和与之结构参数完全相同的刚体模型,从... 详细信息

为了准确分析轨道车辆在较宽频域范围内的振动特性及传递规律,提出了一种基于弹性车辆系统动力学仿真模型的工况传递路径分析(OTPA)方法;建立了包含柔性轮对、构架和车体的弹性车辆系统动力学模型和与之结构参数完全相同的刚体模型,从时域的角度研究了轮对、构架和车体的振动特性,并将仿真结果与实测数据进行了对比,探究了弹性处理方式对车辆振动的影响,得出了振动能量的衰减规律;从频域的角度研究了在实测钢轨垂向不平顺的激励下,弹性车辆系统的振动特性;运用OTPA方法仿真分析了钢轨垂向不平顺结合车轮多边形的复杂工况下,车辆系统从轮对到构架至车体这一自下而上的振动传递过程当中垂向振动的主要传递路径。研究结果表明:车辆系统的弹性处理方式对整车振动有重要影响,弹性模型的轮对、构架和车体的振动加速度相比于刚体模型在中低频范围内更接近实测值,轴箱、构架和车体的最大振动幅值分别为250~450、30~40、3~4 m·s^(-2),由轮对至构架到车体,振动幅值呈一个数量级衰减;弹性模型的平稳性指标大于刚体模型,并且速度越大趋势越明显,车辆的弹性振动对运行性能的影响随着速度的提高而增大;车辆系统在复杂工况下,振动主要通过一系钢弹簧传递至构架,再通过空气弹簧和牵引拉杆传递至车内地板。

关键词：轨道交通弹性车辆系统工况传递路径分析钢轨垂向不平顺车轮多边形刚体模型传递路径

考虑信号传递路径的行星齿轮传动太阳轮裂纹故障响应分析

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振动工程学报 2023年第6期36卷 1714-1722页

作者：姚俊章翔峰周建星谢高敏王烨锋解开泰新疆大学智能制造现代产业学院新疆乌鲁木齐830047

为研究振动信号传递路径对行星齿轮传动系统太阳轮裂纹故障响应的影响,采用有限元法建立齿圈结构动力学分析模型,对比分析了考虑与未考虑传递路径的齿圈振动响应,验证了模型中传递路径的时变效应以及模型的有效性。开展了太阳轮裂纹故... 详细信息

为研究振动信号传递路径对行星齿轮传动系统太阳轮裂纹故障响应的影响,采用有限元法建立齿圈结构动力学分析模型,对比分析了考虑与未考虑传递路径的齿圈振动响应,验证了模型中传递路径的时变效应以及模型的有效性。开展了太阳轮裂纹故障试验,采用快速谱峭度法(Fast Spectral Kurtosis,FSK)对实验信号进行降噪以及故障特征提取,验证了太阳轮裂纹故障仿真结果的准确性。结果表明:仅考虑与太阳轮故障齿啮合的行星轮的传递信号时,故障信号在路径中的传递随距离增加呈现不断衰减趋势;当考虑所有行星轮的传递信号时,故障信号出现调制现象,随传递距离增加呈现衰减或增加趋势。

关键词：行星齿轮传动系统齿裂纹传递路径快速谱峭度法

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基于传递熵的穿管堤防结构振动传递路径分析

水力发电学报 2023年第10期42卷 96-104页

作者：张建伟邢帅江琦叶合欣华北水利水电大学水利学院郑州450046 广东省水利水电技术中心广州510635

穿管堤防工程结构复杂,运行过程中“水流-管道-堤防”三位一体的耦合振动,加之多源激励导致的噪声干扰,加大了穿管堤防结构振动传递路径识别难度。针对此问题,以广东省北江大堤穿堤管道工程为研究对象,联合传递熵理论和VMD-SVD降噪方法... 详细信息

穿管堤防工程结构复杂,运行过程中“水流-管道-堤防”三位一体的耦合振动,加之多源激励导致的噪声干扰,加大了穿管堤防结构振动传递路径识别难度。针对此问题,以广东省北江大堤穿堤管道工程为研究对象,联合传递熵理论和VMD-SVD降噪方法,实现穿管堤防结构振动路径分析。首先进行振源分析,在借助于仿真信号确定传递熵方法有效性后,采用VMD-SVD联合滤波方法对振动测试信号分离的每一个IMF自适应定阶,滤除振动噪声;最后基于传递熵理论对穿管堤防结构振动传递路径进行识别,同时借助于信息传递率定量验证传递熵识别路径的有效性。结果表明:不规则振动是以泵站机组为起始点,沿管轴线逐步向外传递,对于穿堤管段,管道的振动能量有42.4%传递至上部覆土层,仅有37.6%的振动能量继续沿管轴线向下传递。相关研究成果有助于寻找穿管堤防振动传递关键节点,为穿管堤防工程运行管理提供相应参考。

关键词：穿管堤防传递熵信息传递率传递路径

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某商用车高速行驶方向盘振动问题优化

振动.测试与诊断 2023年第5期43卷 903-908,1037页

作者：李里姜建中王悦么晶晶孙佳伟北汽福田汽车股份有限公司北京102206

针对某中型商用车高速行驶工况下方向盘出现的剧烈振动现象,从仿真分析和试验分析两方面着手,分别对激励源和传递路径进行了研究。首先,采用阶次、模态和工作变形分析方法,确定高速行驶方向盘振动问题主要为传动轴动不平衡量在高转速下... 详细信息

针对某中型商用车高速行驶工况下方向盘出现的剧烈振动现象,从仿真分析和试验分析两方面着手,分别对激励源和传递路径进行了研究。首先,采用阶次、模态和工作变形分析方法,确定高速行驶方向盘振动问题主要为传动轴动不平衡量在高转速下的激励频率与转向系统1阶垂向弯曲固有模态耦合所导致;其次,从系统和激励方面分别提出并实施了改进优化方案,使方向盘高速行驶振动问题得到有效的控制。对此问题的优化整改研究结果可为车辆转向系统的设计研发和关键零部件的质量控制提供参考思路,有效缩短整车的开发周期。

关键词：方向盘振动阶次分析耦合动不平衡传递路径

危化品槽罐车运输事故关键致因及传递路径研究

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中国安全科学学报 2023年第4期33卷 172-178页

作者：郑时求周荣义杨璧帆李丽鲁义湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201

为有效减少危化品槽罐车运输事故的发生,找出导致事故发生的关键致因及因子间的传递路径,在统计分析2016—2020年发生的1041起危化品槽罐车运输事故的基础上,结合事故致因理论,从人、机、环、管4个维度,提炼出15个事故致因因子,联合使... 详细信息

为有效减少危化品槽罐车运输事故的发生,找出导致事故发生的关键致因及因子间的传递路径,在统计分析2016—2020年发生的1041起危化品槽罐车运输事故的基础上,结合事故致因理论,从人、机、环、管4个维度,提炼出15个事故致因因子,联合使用决策实验室分析法(DEMATEL)和解释结构模型(ISM)分析各因子的关联关系及对事故影响的重要程度,构建事故致因因子多级递阶模型。结果表明:错误操作、罐体及安全附件故障是导致事故的直接关键致因,监督管理不到位、极端天气和教育培训不到位是导致事故的深层关键致因;事故的发生是多层因子共同作用的结果,且以监督管理不到位和极端天气为底层因子,分别衍生出23条和16条事故传递路径,其中,监督管理不到位—教育培训不到位—错误操作是最危险传递路径,在事故预防时应予以重点控制。

关键词：危化品槽罐车运输事故关键致因传递路径决策实验室分析法(DEMATEL) 解释结构模型(ISM)

大倾角煤层长壁开采顶板应力传递路径倾角效应

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煤炭学报 2022年第2期47卷 623-633页

作者：罗生虎王同田程阳高喜才郎丁王红伟西安科技大学理学院陕西西安710054 西安科技大学西部矿井开采及灾害防治教育部实验室陕西西安710054 西安科技大学能源学院陕西西安710054

大倾角煤层安全高效开采的关键是对围岩的有效控制,而发现并揭示围岩采动应力的时空演化特征及其倾角效应是围岩稳定性控制的基础。以新疆某矿25221工作面为工程背景,采用现场实测、理论分析与数值计算相结合的研究方法,在综合厘定与分... 详细信息

大倾角煤层安全高效开采的关键是对围岩的有效控制,而发现并揭示围岩采动应力的时空演化特征及其倾角效应是围岩稳定性控制的基础。以新疆某矿25221工作面为工程背景,采用现场实测、理论分析与数值计算相结合的研究方法,在综合厘定与分析工作面矿压显现一般规律及其成因的基础上,研究顶板采动应力传递路径的时空演化特征及其倾角效应。结果显示:在大倾角煤层开采中,顶板采动应力随工作面推进的动态演化过程先后经历了增长期和稳定期,其对应支承压力峰值的演化呈现为先增大后趋于稳定的特征。受煤层倾角影响,顶板采动应力的三维传递演化沿走向对称、沿倾向非对称。在倾向剖面内,顶板应力的传递路径呈非对称拱形形态,且沿顶板自上而下,应力偏转位置由工作面倾向中轴线左侧逐渐向其右侧迁移,上覆岩层载荷以应力偏转界线为界,分别向倾向上、下侧煤体传递,造成倾向上侧支承压力集中系数大于下侧。在工作面走向剖面内,围岩应力的传递路径呈扁平拱形态,扁平拱两侧半拱形区域上覆岩层载荷除了向工作面走向两侧煤体传递外,亦向工作面倾向上、下侧煤体传递,而扁平拱中间直线段区域上覆岩层载荷主要向倾向上、下侧煤体传递。随着煤层倾角的增大,围岩应力传递演化的非对称特性显著增大,应力偏转界线与工作面倾向中轴线间的距离逐渐增大,2者交点的高度呈现为增—减—增的演化趋势;受此影响,工作面走向和倾向上侧支承压力集中系数亦呈现出增—减—增的演化趋势。顶板应力的非对称时空演化特征,造成采场空间不同区域顶板的力学性状与行为存在显著差异,这种差异性导致倾向不同区域支架的受载与失稳特征亦存在显著差异,且这一现象会随着煤层倾角的增大而愈发明显。

关键词：大倾角煤层采动应力传递路径倾角效应偏转界线

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直升机舱内主减速器噪声控制技术研究综述

南京航空航天大学学报 2022年第2期54卷 179-190页

作者：王风娇李明强彭海锋陆洋中国直升机设计研究所景德镇333001 南京航空航天大学航空学院南京210016

因主减速器引起的舱内中高频噪声是影响直升机乘坐舒适度的关键因素。本文从主减速器的噪声传递路径出发,梳理并总结了支撑结构、机舱壁板和声腔3方面的舱内噪声控制技术发展状况,包括被动、主动和半主动控制方法。研究结果表明,国外直... 详细信息

因主减速器引起的舱内中高频噪声是影响直升机乘坐舒适度的关键因素。本文从主减速器的噪声传递路径出发,梳理并总结了支撑结构、机舱壁板和声腔3方面的舱内噪声控制技术发展状况,包括被动、主动和半主动控制方法。研究结果表明,国外直升机型号主要依靠壁板阻振、隔声密封和舱内吸声等被动技术进行舱内降噪,但存在重量、经济性、控制效果等问题。基于支撑结构的减振技术为主减速器高效降噪提供了新思路,结合综合优化技术,已使某些直升机型号达到了商用飞机舱内噪声水平。中国在该领域的研究和应用较少,需根据国内直升机实际工程应用背景,在噪声传递机理、降噪设计、验证与优化等方面继续发展,形成适用于中国直升机型号研制的新方法和新思路。

关键词：直升机主减速器噪声控制传递路径舱内噪声

地铁车内空气声传递路径分析及板件隔声性能优化

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噪声与振动控制 2023年第3期43卷 153-160页

作者：蒋佳妗孙文静周劲松同济大学铁道与城市轨道交通研究院上海201804

基于统计能量法建立地铁车内噪声仿真预测模型,分析车体结构在空气声传递路径上的薄弱环节。通过地铁车内噪声仿真预测及传递路径分析,指导车体结构的减振降噪设计。基于板件隔声的基本原理,研究地铁车体板件隔声量的全频段计算方法,分... 详细信息

基于统计能量法建立地铁车内噪声仿真预测模型,分析车体结构在空气声传递路径上的薄弱环节。通过地铁车内噪声仿真预测及传递路径分析,指导车体结构的减振降噪设计。基于板件隔声的基本原理,研究地铁车体板件隔声量的全频段计算方法,分析板件结构参数对其隔声性能的影响规律。综合考虑车体刚度、轻量化及隔声性能,提出地铁车体结构减振降噪优化设计方案,从而降低车内噪声,提高地铁车辆乘坐舒适性。

关键词：声学地铁车内噪声传递路径隔声统计能量法

低速开式空腔自激反馈流场结构与流致噪声的风洞试验研究

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声学学报 2020年第6期45卷 859-868页

作者：梁勇陈迎春赵鲲王勇岳廷瑞陈正武西北工业大学航空学院西安710072 中国空气动力研究与发展中心绵阳621000 中国商用飞机有限责任公司上海201200

本文主要针对低速开式空腔流动自激振荡产生噪声问题,在0.55 m×0.4 m航空声学风洞开展了不同低马赫数(0.1/0.15/0.2/0.25)条件下长深比为2的空腔腔内流场结构和噪声特性风洞试验研究。通过利用高频粒子图像测速技术捕捉腔内流场结构,... 详细信息

本文主要针对低速开式空腔流动自激振荡产生噪声问题,在0.55 m×0.4 m航空声学风洞开展了不同低马赫数(0.1/0.15/0.2/0.25)条件下长深比为2的空腔腔内流场结构和噪声特性风洞试验研究。通过利用高频粒子图像测速技术捕捉腔内流场结构,分析了腔内声波传递路径;完成空腔远场噪声和壁面压力测试,分析了噪声自激振荡模态和简正波模态,并对空腔壁面脉动压力和远场噪声进行压/声相关性研究。结果表明:空腔内部除主涡外,在腔口前缘处剪切涡与腔口后缘处碰撞涡明显存在;在875 Hz,1288 Hz,1875 Hz,2050 Hz四个频率附近出现了由声腔共振所致的单频噪声;壁面压力与远场噪声密切相关,在壁面压力主频位置有明显单频噪声出现。

关键词：粒子图像测速技术自激振荡流场结构壁面压力简正波传递路径噪声问题风洞试验研究