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螺旋桨激励下船舶推进轴系振动试验及数值分析

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舰船科学技术 2023年第2期45卷 41-46页

作者：国玉阔周瑞平林存明雷俊松武汉理工大学船海与能源动力工程学院湖北武汉430063

针对船舶航行过程中,螺旋桨激振力产生船舶尾部的扰动源,对尾轴承的振动磨损影响较大,开展激励力下尾轴承振动试验不可或缺。采用有限元方向建立船桨舵一体化模型,仿真计算自航过程中螺旋桨水动力特性,建立螺旋桨水动力特殊相似关系及... 详细信息

针对船舶航行过程中,螺旋桨激振力产生船舶尾部的扰动源,对尾轴承的振动磨损影响较大,开展激励力下尾轴承振动试验不可或缺。采用有限元方向建立船桨舵一体化模型,仿真计算自航过程中螺旋桨水动力特性,建立螺旋桨水动力特殊相似关系及换算方式,进行模拟螺旋桨水动力作用下尾轴承位置振动试验。结果表明,在尾轴承处,相同激振力作用下,随着推进轴系转速的增加,各方向加速度及位移的振动响应变大;施加任意不同激励力,各方向振动加速度级和振动位移都会变大。同一转速下,随着施加载荷的增加,尾轴承处的振动加速度级及振动位移逐渐增加。本文研究得到的螺旋桨水动力对尾轴承影响的一般规律,为推进轴系减振降噪提供一定理论支持。

关键词：螺旋桨水动力试验载荷振动加速度级位移动力学特性

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考虑滚道缺陷的圆柱滚子轴承振动特性分析

轴承 2023年

作者：张文博杨海生崔永存邓四二尉询楷常州光洋轴承有限公司北京航空工程技术研究中心河南科技大学机电工程学院

基于滚动轴承多体动力学理论，以滚动体经过滚道损伤区域时产生的附加位移来表征缺陷故障，建立了轴承滚道出现损伤缺陷的故障动力学模型。考虑滚动体进出损伤缺陷时与滚道间接触载荷的变化，建立圆柱滚子轴承动力学微分方程组并对其进... 详细信息

基于滚动轴承多体动力学理论，以滚动体经过滚道损伤区域时产生的附加位移来表征缺陷故障，建立了轴承滚道出现损伤缺陷的故障动力学模型。考虑滚动体进出损伤缺陷时与滚道间接触载荷的变化，建立圆柱滚子轴承动力学微分方程组并对其进行了求解，研究了轴承滚道存在单点及复合缺陷时轴承振动响应规律。结果表明：与正常轴承相比，轴承滚道缺陷会导致保持架与滚子间碰撞力增大且接触频率增加，同时保持架打滑率增大。随缺陷宽度增大，轴承振动加速度级逐渐增加，内圈缺陷时保持架振动加速度级逐渐增加，外圈缺陷时保持架振动加速度级先减小后增加；损伤宽度大于1mm时，内圈缺陷轴承振动加速度级明显大于外圈缺陷结果。

关键词：滚道缺陷故障动力学模型振动特性保持架振动加速度级

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舰船用舱底水转子泵振动解析与隔振基座研究

舰船用舱底水转子泵振动解析与隔振基座研究

作者：周翔江苏大学

学位级别：硕士

舰船用舱底水转驳系统是保障舰船零污染和安全性的重要系统,转子泵是转驳系统的主要动力源,具有启动频繁和工作时间长等特点。转子泵的振动特性与隔振基座性能研究,对于提高舰船用设备的声隐性和舒适性具有重要意义。本文以转子泵和隔... 详细信息

舰船用舱底水转驳系统是保障舰船零污染和安全性的重要系统,转子泵是转驳系统的主要动力源,具有启动频繁和工作时间长等特点。转子泵的振动特性与隔振基座性能研究,对于提高舰船用设备的声隐性和舒适性具有重要意义。本文以转子泵和隔振基座为研究对象,综合采用理论分析、数值计算和振动试验方法,解析转子泵10Hz～10k Hz频域内的振动特性,分析隔振基座的隔振效果影响因素并获取最优模型。具体研究内容和成果如下:1)基于转子型线方程建立了转子和泵壳的三维模型,采用动网格技术对转子泵流体域进行瞬态数值分析。建立转子间隙t=0.4mm、0.5mm及0.6mm的模型,比较分析不同转子间隙的平均流量Q、容积效率η及流量脉动系数ξ的变化规律。发现随着转子间隙增加,平均流量、容积效率及流量脉动系数逐步减小,间隙t=0.4mm时效率最高达到70.5%,间隙t=0.6mm时三个流量性能指标整体下降趋势更明显。2)运用统计学方法计算泵壳的流体激振力,应用傅里叶变换方法求解频域下的功率谱密度,并分析三方向的流体激振力主要频率。发现,转子泵泵壳X和Y方向激振力脉动规律与瞬时流量脉动规律相似,均出现了两次高密度的驼峰;而在Z方向的激振力杂乱无章、没有规律可循。3)基于模态叠加法的瞬态动力学方法,解出泵壳底座时域内的加速度响应值,应用1/3倍频程算法计算振动加速度级。将转子间隙t=0.4mm与0.6mm的转子泵壳底座进行振动加速度级解析,三个频段内泵壳底座振动加速度级均值依次递增,两者都在2000Hz处振动加速度级达到最大,两者的泵壳底座总振级都约为102d B。4)剖析隔振基座的设计理念,对其开展了外形特征参数高度和腹板厚度的振动加速度级对比研究和隔振效果评价。研究表明,隔振基座高度180mm、腹板厚度10mm的隔振基座最优。5)采用L型结构优化隔振基座,发现L型的隔振性能在低频段和中频段超越了传统腹板型式的隔振基座,尤其在低频段的振动加速级均值较不带隔振基座的泵壳底座下降了近40%,隔振效果提升了28%。中频段的加速度级均值下降率也达到了22%,隔振效果提升了23%。充分体现了L型隔振基座低、中频段的隔振优势特性。6)结合振动试验测量,发现总振级指标在全部振动特性统计指标中误差占比最大,其误差率达6%。但从全频域振动加速度级变化趋势、隔振效果和总振级的参数来看,与瞬态动力学数值计算分析高度吻合。

关键词：转子泵隔振基座动网格瞬态动力学振动加速度级

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基于某城市地铁激励的邻近建筑振动响应预测

铁道工程学报 2017年第3期34卷 68-73页

作者：郑国琛祁皑福建江夏学院福州350108 福州大学福州350108

研究目的:某城市地铁正在建设,为取得较为可靠的地铁运行对邻近建筑振动影响的预测精度,有必要对地质条件较为特殊的该城市地铁沿线开展特定研究。本文针对该城市中软Ⅲ类场地土,建立地铁列车-轨道垂向耦合振动数值模型及隧道-土体-建... 详细信息

研究目的:某城市地铁正在建设,为取得较为可靠的地铁运行对邻近建筑振动影响的预测精度,有必要对地质条件较为特殊的该城市地铁沿线开展特定研究。本文针对该城市中软Ⅲ类场地土,建立地铁列车-轨道垂向耦合振动数值模型及隧道-土体-建筑有限元模型,参考该城市地铁参数,对邻近地铁的一般建筑在地铁运行时的振动响应作出理论预测。研究结论:(1)地铁邻近建筑的振动主频体现为结构的自振频率,且建筑低层存在地铁激励的中高频反弹区;(2)列车车速和单双线运行将显著干预邻近建筑的振动响应峰值,但对建筑的振动形态无明显影响;(3)多层建筑至隧道中心水平距离在5 m范围内,小高层与高层建筑在10 m范围内或30~40 m的振动放大区内,车速超过60 km/h时,邻近建筑全部或部分楼层振动响应可能超越相关振动限值,需进一步考虑减振控制;(4)该研究结论可为地质条件相似地区的地铁设计施工及未来的振动控制提供理论和技术支持。

关键词：地铁运行车轨耦合振动加速度级数值分析

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地铁车辆段库上建筑环境振动影响规律研究

铁道学报 2015年第8期37卷 98-103页

作者：邬玉斌张斌刘应华李贤徽北京市劳动保护科学研究所北京100054 清华大学航天航空学院北京100084

地铁车辆段物业开发已成为大城市建设的热点,为了研究地铁车辆段库上建筑振动影响及分布规律,对北京某车辆段地铁振动进行现场实测,获得库内道床、柱及库上建筑各层地铁振动数据;建立柱-平台-建筑三维精细化有限元模型,以实测加速度作... 详细信息

地铁车辆段物业开发已成为大城市建设的热点,为了研究地铁车辆段库上建筑振动影响及分布规律,对北京某车辆段地铁振动进行现场实测,获得库内道床、柱及库上建筑各层地铁振动数据;建立柱-平台-建筑三维精细化有限元模型,以实测加速度作为输入激励,采用考虑列车行驶效应的多点输入加载方式,在并行计算平台上对地铁车辆段库上建筑振动进行数值模拟计算,模型计算结果与实测结果吻合较好。实测与数值计算结果表明库上建筑受地铁振动影响明显,建筑振动以竖向为主,楼板振动程度与自身固有频率有关,楼板自振频率应尽量避开地铁振动主频范围。

关键词：地铁车辆段振动污染现场实测多点输入振动加速度级

地铁车辆段试车线诱发上盖住宅振动的实测研究

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建筑结构 2021年第22期51卷 90-96页

作者：孙亮明李国豪武汉理工大学土木工程与建筑学院武汉430070

为了研究地铁车辆段试车线列车运行诱发上盖住宅的竖向和横向振动特点及传播规律,针对国内某地铁车辆段试车线上盖住宅进行了现场实测,获得了列车以不同车速运行时上盖住宅各层的竖向和横向振动实测数据,并分析了楼板振动在时域和频域... 详细信息

为了研究地铁车辆段试车线列车运行诱发上盖住宅的竖向和横向振动特点及传播规律,针对国内某地铁车辆段试车线上盖住宅进行了现场实测,获得了列车以不同车速运行时上盖住宅各层的竖向和横向振动实测数据,并分析了楼板振动在时域和频域内的振动特点及衰减规律,探讨了不同车速对上盖住宅楼板振动的影响规律。结果表明:当地铁车辆段试车线列车正常运行时,上盖住宅竖向振动明显大于横向振动,在上盖住宅5层出现最大振动响应,其竖向和横向分频振动加速度级峰值分别为75.71dB和56.04dB,对应频率均为40Hz;车致振动沿上盖住宅向上传播时,各楼层的竖向和横向振动随层高增大呈放大趋势,但在靠近顶层位置出现振动衰减,且竖向振动在低层的放大效应更明显;列车速度对上盖住宅的振动响应有较大影响,振动响应总体随列车速度增大呈放大趋势,但并非车速越大振动响应越大,建筑物各层楼板振动响应取决于不同车速下振动波的振源荷载特性和建筑物楼板本身的动力特性。

关键词：地铁车辆段试车线上盖住宅楼板振动现场测试振动加速度级

基于L-M算法的神经网络在环境振动分析中消除本底振动的应用

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振动与冲击 2016年第13期35卷 14-19页

作者：耿传飞卢文良俞醒北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 金丽温铁路有限责任公司浙江温州325003

公路、铁路及城市轨道交通引起的环境振动实测数据中含有本底振动的干扰,从时域分析角度提出基于L-M(Levenberg-Marquardt)算法的神经网络法消除本底振动,阐述了该法的基本原理和实现步骤,采用L-M算法对神经网络进行训练,具有收敛速度... 详细信息

公路、铁路及城市轨道交通引起的环境振动实测数据中含有本底振动的干扰,从时域分析角度提出基于L-M(Levenberg-Marquardt)算法的神经网络法消除本底振动,阐述了该法的基本原理和实现步骤,采用L-M算法对神经网络进行训练,具有收敛速度快、计算精度高的特点。通过一段交通振动加速度时程与一段本底振动加速度时程叠加合成实测振动加速度时程,分别用L-M神经网络法和其他几种方法对合成的实测振动加速度时程进行本底振动消除计算和对比分析。计算结果表明,L-M神经网络法能更加精确的计算出真实交通振动产生的时程曲线、功率谱密度曲线、1/3倍频程中心频率处振动加速度级和计权振级。

关键词：环境振动本底振动 L-M 神经网络功率谱密度振动加速度级

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铁路高架车站车致振动实测与理论分析

西南交通大学学报 2014年第4期49卷 612-618页

作者：李小珍刘全民张迅张志俊西南交通大学土木工程学院四川成都610031

为了研究铁路高架车站不同区域的环境振动规律,针对某客运专线高架车站,分别在轨道梁跨中、办公间、候车厅布置了三向振动测点,测试了高速动车组以正线速度通过时高架车站内不同区域的环境振动水平,从振动加速度时程、振动加速度级、频... 详细信息

为了研究铁路高架车站不同区域的环境振动规律,针对某客运专线高架车站,分别在轨道梁跨中、办公间、候车厅布置了三向振动测点,测试了高速动车组以正线速度通过时高架车站内不同区域的环境振动水平,从振动加速度时程、振动加速度级、频谱三方面分析了试验数据;利用车-线-桥耦合振动理论,研究了轨道梁动力响应和列车走行性.研究结果表明:办公间的Z振级达80.7 dB,超出规范限值0.7 dB;高架车站环境振动以竖向为主;办公间竖向振动持时比水平振动长15%;候车厅楼板的横向振动比轨道梁振动持时长1.03 s;振动在由轨道梁向车站楼板传递的过程中,高频振动比低频衰减快.

关键词：高架车站车桥耦合环境振动测试振动加速度级

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基于缸压信号的星型压缩机动力学分析

中国舰船研究 2019年第4期14卷 104-110页

作者：楼京俊李超博张振海宁荣辉海军工程大学舰船与海洋学院湖北武汉430033 海军工程大学动力工程学院湖北武汉430033

[目的]对于星型多级往复式高压压缩机,各级气缸压力变化情况一直没能准确掌握,相关的动力学分析也只是基于理论值来计算,而测取压缩机实际气缸压力情况对于提高星型压缩机动力学分析的准确性有一定的帮助。[方法]采用气阀阀杆钻孔的方法... 详细信息

[目的]对于星型多级往复式高压压缩机,各级气缸压力变化情况一直没能准确掌握,相关的动力学分析也只是基于理论值来计算,而测取压缩机实际气缸压力情况对于提高星型压缩机动力学分析的准确性有一定的帮助。[方法]采用气阀阀杆钻孔的方法,在不破坏气缸结构的情况下,成功测取各气缸在不同工况下的压力,并测试气缸盖和基座的振动加速度。通过理论分析该型压缩机对二阶惯性力的自平衡能力,简化曲柄连杆机构构造ADAMS动力学模型,运用参数化设计的方法得到最佳平衡重质量。在排气压力为25MPa的工况下,将测取的气体力转化为对活塞的作用力加载到活塞质心,得到主轴承的受力情况。[结果]结果表明,主轴承受力以一阶和三阶惯性力为主,压缩机工况变化主要影响三、四级气缸压力,一级缸的振动相对剧烈。[结论]该型压缩机曲柄连杆机构自平衡能力良好,测试结果可对于理解该型压缩机气缸压力的特点及分析压缩机振动的特性提供参考。

关键词：压缩机气缸压力振动加速度级 ADAMS模型平衡重