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一种高固有频率的三向隔振系统动力学特性研究

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振动与冲击 2022年第21期41卷 265-271页

作者：黄子祥谢溪凌张志谊季华实验室广东佛山528200 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

结合机载环境下振源激励的多向性以及安装空间的局限性,提出一种高固有频率的紧凑型三向隔振系统。该系统包含4个旋转布置的隔振器组件,每个组件由2个相互正交、刚度解耦的隔振器组成。隔振器采用了高刚度设计提高承载能力,以避免隔振... 详细信息

结合机载环境下振源激励的多向性以及安装空间的局限性,提出一种高固有频率的紧凑型三向隔振系统。该系统包含4个旋转布置的隔振器组件,每个组件由2个相互正交、刚度解耦的隔振器组成。隔振器采用了高刚度设计提高承载能力,以避免隔振对象超出规定安装空间。为降低固有频率增大对指定高频段隔振效果的不利影响,设计了三参数流体阻尼隔振器,通过增大阶数的方式提升高频衰减速率,同时流体阻尼的高损耗因子可有效抑制高频隔振下的共振放大倍数。通过子结构频响综合法建立该系统的动力学模型,并进行了有限元法(FEM)验证。在理论建模与仿真的基础上进行隔振性能测试,实测三向共振频率近似相等,约115 Hz,共振放大系数振动衰减量>10 dB,满足指定频带的传递率设计要求。

关键词：振动与波被动隔振子结构频响综合三参数隔振器

局部瞬时激励下架空导线微风振动波的传播演化

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振动与冲击 2023年第16期42卷 155-160页

作者：陈晓娟李振超王璋奇内蒙古科技大学机械工程学院内蒙古包头014010 华北电力大学机械工程系河北保定071003

微风振动是架空导线疲劳断股、断线的重要原因。为分析局部锁定后导线的微风振动过程,将架空导线简化为张力主导的无限长连续弦模型,考虑局部锁定的随机性和瞬时性,将导线在任意时刻任意位置形成的局部锁定简化为瞬时脉冲激励,采用积分... 详细信息

微风振动是架空导线疲劳断股、断线的重要原因。为分析局部锁定后导线的微风振动过程,将架空导线简化为张力主导的无限长连续弦模型,考虑局部锁定的随机性和瞬时性,将导线在任意时刻任意位置形成的局部锁定简化为瞬时脉冲激励,采用积分变换法获得了系统在时间和空间上的双格林函数解,分析了脉冲波在弦模型中的传播过程和固定约束边界的反射规律。进而采用局部脉冲激励法对导线内行波的传播演化特性进行试验研究,采用高清摄像机对振动波进行捕捉,基于自编程序进行视频图像处理及分析。结果表明:自编程序能够提取标记测点的瞬时位移,脉冲波在传播过程中波速恒定、波面轮廓能够保持较好的形态不变形。局部瞬时激励形成的脉冲波沿导线向两侧档端传播,在经过档端约束后形成反射波沿导线传播,两侧形成的反射波相遇后相互叠加引起导线持续振动。试验现象与理论分析一致。

关键词：振动与波局部瞬时激励传播图像处理架空导线

含非贯穿直裂纹输流管道振动与模态功率流分析

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噪声与振动控制 2023年第5期43卷 52-58,129页

作者：刘文乐朱翔李天匀付俊勇陈树鑫华中科技大学船舶与海洋工程学院武汉430074 上海交通大学高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240 华中科技大学船舶和海洋水动力湖北省重点实验室武汉430074

针对含非贯穿直裂纹输流管道的振动与模态功率流进行研究,将输流管道以Euler-Bernoulli梁模型建模并据此推导其弯曲振动方程,采用断裂力学方法将裂纹模拟成无质量的转动弹簧,用波动法分析含裂纹输流管道的自由振动特性。通过计算结果与... 详细信息

针对含非贯穿直裂纹输流管道的振动与模态功率流进行研究,将输流管道以Euler-Bernoulli梁模型建模并据此推导其弯曲振动方程,采用断裂力学方法将裂纹模拟成无质量的转动弹簧,用波动法分析含裂纹输流管道的自由振动特性。通过计算结果与相关文献对比验证了该方法的可靠性。探讨裂纹位置、深度以及管内流速对固有频率的影响。基于模态功率流的概念进行算例分析,讨论裂纹位置、深度以及振动模态对模态功率流的影响,研究表明,裂纹处的模态功率流曲线产生突变,裂纹位置与深度和模态功率流密切相关。

关键词：振动与波输流管道裂纹固有频率模态功率流

局域共振型腔体结构吸声瓦的斜入射吸声特性研究

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振动与冲击 2022年第6期41卷 265-270,297页

作者：王佳蓓周浩海军工程大学兵器工程学院武汉430033

吸声瓦的吸声特性对于水下航行器的声隐身性能具有重要影响。综合考虑空腔覆盖层的结构和局域共振型薄膜材料的低频吸声性能,利用COMSOL软件建立了局域共振型腔体结构的吸声瓦的有限元模型,研究了其在10~2000 Hz内对斜入射声波的吸声性... 详细信息

吸声瓦的吸声特性对于水下航行器的声隐身性能具有重要影响。综合考虑空腔覆盖层的结构和局域共振型薄膜材料的低频吸声性能,利用COMSOL软件建立了局域共振型腔体结构的吸声瓦的有限元模型,研究了其在10~2000 Hz内对斜入射声波的吸声性能,采用振动位移云图揭示其吸声机理,通过位移矢量图和动能密度分布图分析入射角度影响吸声性能的原因。研究结果表明:该吸声瓦的吸声系数随频率的增大、斜入射角度的增大而增大;吸声机理为上下空腔的收缩与扩张引起纵波向损耗因子较大的横波转化,以及局域共振结构的反共振消耗声能,二者共同作用提高吸声瓦的吸声性能;斜入射声波使得吸声瓦横向位移增大,转化成的剪切波增多;斜入射角度越大,吸声瓦的动能密度越高,消耗声能越多,因此吸声性能增强。研究结果可为吸声瓦的低频吸声特性设计提供理论指导。

关键词：振动与波局域共振空腔结构吸声瓦斜入射振动位移

轴向力影响下大阻尼梁高频能量流响应解析模型

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噪声与振动控制 2023年第1期43卷 1-6,30页

作者：江旭东熊志滕晓艳哈尔滨理工大学机械动力工程学院哈尔滨150080 哈尔滨工程大学机械机电工程学院哈尔滨150001

针对轴向力作用下大阻尼梁的高频振动问题,基于能量流分析方法构建高频动响应解析预报模型。推导梁结构的能量传递方程和能量损失方程,结合功率平衡方程构建轴向力影响下大阻尼梁的能量密度控制方程。以简支梁为典型算例,分析结构的能... 详细信息

针对轴向力作用下大阻尼梁的高频振动问题,基于能量流分析方法构建高频动响应解析预报模型。推导梁结构的能量传递方程和能量损失方程,结合功率平衡方程构建轴向力影响下大阻尼梁的能量密度控制方程。以简支梁为典型算例,分析结构的能量密度响应,研究轴向力和结构阻尼损耗因子对高频能量流响应的影响。数值结果表明:提出的能量流响应解析模型渐进一致逼近基于波动分析法的经典模型解,可以准确预示轴向力作用下大阻尼梁的高频弯曲振动响应。随着梁结构轴向载荷和阻尼损耗因子的增加,能量密度自激励点向两端约束边界衰减速度提高。但是,梁结构的弯曲振动总能量随轴向载荷单调增加,而随阻尼损耗因子单调减小。

关键词：振动与波能量流响应大阻尼梁轴向力高频解析模型

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双V型IPMSM辅助槽对齿槽转矩的影响

噪声与振动控制 2022年第5期42卷 49-53,84页

作者：庞亮赵朝会申合彪陆海玲秦海鸿上海电机学院电气学院上海201306 南京航空航天大学自动化学院南京210016

针对双V型内置式永磁同步电机(IPMSM)齿槽转矩较大的问题,根据齿槽转矩的产生原理,借助ANSYS maxwell有限元仿真软件建立10极60槽内置式双V型永磁同步电机模型,探讨在定子和转子上同时开对称辅助槽的可行性,运用双变量参数化分析定子和... 详细信息

针对双V型内置式永磁同步电机(IPMSM)齿槽转矩较大的问题,根据齿槽转矩的产生原理,借助ANSYS maxwell有限元仿真软件建立10极60槽内置式双V型永磁同步电机模型,探讨在定子和转子上同时开对称辅助槽的可行性,运用双变量参数化分析定子和转子上开对称辅助槽位置、半径对齿槽转矩的影响。最后对比分析开对称辅助槽前后电机的各项性能,结果表明:合理开设定子和转子辅助槽能有效削弱齿槽转矩并保证电机其他性能基本不变。

关键词：振动与波双V型永磁体内置式永磁同步电机对称辅助槽齿槽转矩有限元仿真

Duffing系统共存周期解的稳定性与分岔演化

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噪声与振动控制 2022年第4期42卷 46-51页

作者：张锦涛王昕吕小红金花兰州交通大学机电工程学院兰州730070

以Duffing系统为研究对象,将延续算法和打靶法相结合,对系统共存的周期解进行延拓追踪,研究周期解的稳定性与分岔。结合吸引域、相图和Poincaré映射图揭示共存吸引子的吸引域随系统参数变化的侵蚀演变过程。结果表明:Duffing系统普遍... 详细信息

以Duffing系统为研究对象,将延续算法和打靶法相结合,对系统共存的周期解进行延拓追踪,研究周期解的稳定性与分岔。结合吸引域、相图和Poincaré映射图揭示共存吸引子的吸引域随系统参数变化的侵蚀演变过程。结果表明:Duffing系统普遍存在多周期解的共存现象;鞍结分岔是共存吸引子产生或消失的重要原因,并且会导致其吸引域的拓扑结构发生突变;周期解的叉式分岔产生一个不稳定的周期解和两个稳定的反对称周期解;反对称吸引子的吸引域互相缠绕,导致系统的稳定性降低;当反对称吸引子经倍周期分岔进入或退出混沌时,会发生混沌吸引子的内部激变。

关键词：振动与波 Duffing系统打靶法周期解 Floquet乘子稳定性

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针对大型舰船的新型分布式主动振动控制算法

噪声与振动控制 2023年第6期43卷 51-56页

作者：李经良陆洋南京航空航天大学直升机旋翼动力学国家级重点实验室南京210016

通过抑制螺旋桨等旋转设备引起的结构低频振动,可有效降低艇体低频声辐射。基于多通道自适应控制算法的主动振动控制技术由于减振效果好、重量代价小、频率自适应能力强等优点已成功应用于各型舰船中。对于大型舰船,需要更多的作动器和... 详细信息

通过抑制螺旋桨等旋转设备引起的结构低频振动,可有效降低艇体低频声辐射。基于多通道自适应控制算法的主动振动控制技术由于减振效果好、重量代价小、频率自适应能力强等优点已成功应用于各型舰船中。对于大型舰船,需要更多的作动器和误差传感器形成更大规模的多通道系统才能满足减振需求,这将导致各误差通道耦合更复杂和运算量剧增,现有集中式算法的嵌入式系统为完成此大规模多通道系统庞大的运算量,将需要更高性能的运算单元和存储器,从而导致工程实现十分困难。借鉴无线传感器网络中的增量协作策略环形拓扑结构来优化误差通道的耦合关系,提出一种适合于大规模多通道系统的分布式主动振动控制算法。以某大型舰船旋转设备安装结构为仿真模型,开展规模为20×20的减振仿真研究,仿真结果表明:双频仿真平均加速度级衰减26 dB,单频仿真加速度级衰减约27.5 dB,运算量均可降低约77%。验证所提分布式算法在有效抑制艇体低频振动前提下,可显著降低运算量。

关键词：振动与波主动振动控制大规模多通道系统分布式算法增量协作策略大型舰船

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中间支撑梁式动力吸振器的设计与实验研究

噪声与振动控制 2023年第4期43卷 243-247,287页

作者：赵迪毛崎波何帆赖龙程吴志杰南昌航空大学飞行器工程学院南昌330063

通过在中间支撑梁端部布置质量块设计多自由度动力吸振器,首先分析所设计的动力吸振器的理论模型。然后通过优化算法推导得到多自由度动力吸振器的最优频率比、最优阻尼比。最后以单自由度、2自由度和四自由度动力吸振器为例,通过实验... 详细信息

通过在中间支撑梁端部布置质量块设计多自由度动力吸振器,首先分析所设计的动力吸振器的理论模型。然后通过优化算法推导得到多自由度动力吸振器的最优频率比、最优阻尼比。最后以单自由度、2自由度和四自由度动力吸振器为例,通过实验验证所设计的多自由度动力吸振器。理论分析与实验结果表明:对于相同质量的吸振器,四自由度动力吸振器的振动控制效果明显优于单自由度及2自由度动力吸振器,并且其可控制频带更宽。

关键词：振动与波动力吸振器中间支撑梁多自由度减振实验质量比