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振型节线角度对舵面颤振稳定性的影响

力学季刊 2023年第2期44卷 418-426页

作者：史晓鸣侯凯宇沈奕哲夏鹏李海东上海机电工程研究所上海201109 上海航天技术研究院上海201109

针对舵机支撑刚度支持下的舵面结构,建立了广义气动力与舵面前两阶局部刚化模态振型节线角度关系的表达式,分析广义气动力随振型节线角度的变化规律,根据Routh-Hurwitz稳定性判据研究振型节线角度对颤振临界动压的影响.研究结果表明:舵... 详细信息

针对舵机支撑刚度支持下的舵面结构,建立了广义气动力与舵面前两阶局部刚化模态振型节线角度关系的表达式,分析广义气动力随振型节线角度的变化规律,根据Routh-Hurwitz稳定性判据研究振型节线角度对颤振临界动压的影响.研究结果表明:舵面前两阶局部刚化模态振型节线处于相对“横平竖直”的状态时,前两阶模态经由广义非定常气动载荷引起的耦合较弱,舵面的颤振临界动压较高.

关键词：颤振舵面振型节线稳定性

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振动水翼低阶振型的阻尼特性试验研究

机械工程学报 2022年第5期58卷 108-118页

作者：曾永顺齐鑫姚志峰王静竹王一伟王福军中国农业大学水利与土木工程学院北京100083 北京市供水管网系统安全与节能工程技术研究中心北京100083 中国科学院力学研究所流固耦合系统力学重点实验室北京100190

水力机械过流部件与环境流体相互作用产生的附加质量和阻尼效应,对其动力响应特性有显著影响。本研究重点测量了空气和水中振动水翼前四阶振型的阻尼特性参数。通过在水翼前缘嵌入一个压电片施加激励,采用激光测振仪和水翼尾缘的压电片... 详细信息

水力机械过流部件与环境流体相互作用产生的附加质量和阻尼效应,对其动力响应特性有显著影响。本研究重点测量了空气和水中振动水翼前四阶振型的阻尼特性参数。通过在水翼前缘嵌入一个压电片施加激励,采用激光测振仪和水翼尾缘的压电片同时获取振动响应信号并相互校准,构建了叶片式结构模态参数测试系统。将压电片信号作为基准信号,同步激光测振仪的多点响应信号,提出了一种单振型测量方法。重点分析了对数衰减法、希尔伯特变换法、共振放大法、半功率带宽法和圆圈拟合法五种常用的阻尼比识别方法。结果表明:五种阻尼比识别方法的精度和不确定度在同一量级,综合比较后认为,对于自由振动响应信号推荐采用对数衰减法,强迫振动响应信号则推荐采用半功率带宽法;空气和水中在同一振型条件下,水翼不同位置点的阻尼比基本保持不变,最大偏差为5.8%;相比空气环境,水中水翼各阶固有频率下降率在6.49%~26.73%之间,各阶模态对应的振型未见明显差异;水中振动水翼阻尼比变化趋势依赖于具体振型,其中,1阶弯曲、1阶扭转和1阶弯扭振型对应的阻尼比分别增大13.09%、8.61%和14.34%,但2阶弯曲振型对应的阻尼比则减小16.25%。

关键词：水力机械水翼阻尼识别方法阻尼比振型

基于迭代RMSE法的约束阻尼板动力特性分析

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西南交通大学学报 2023年第6期58卷 1311-1317,1431页

作者：刘全民叶孝意宋立忠孙逸飞刘林芽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

忽略约束阻尼结构阻尼层黏弹性材料虚刚度及参数频变特性会对计算该结构模态损耗因子带来误差.本文在修正模态应变能法(RMSE法)的基础上,结合迭代算法,分析了黏弹性材料虚刚度及参数频变特性对约束阻尼板的振型、固有频率和模态损耗因... 详细信息

忽略约束阻尼结构阻尼层黏弹性材料虚刚度及参数频变特性会对计算该结构模态损耗因子带来误差.本文在修正模态应变能法(RMSE法)的基础上,结合迭代算法,分析了黏弹性材料虚刚度及参数频变特性对约束阻尼板的振型、固有频率和模态损耗因子的影响,探讨了约束阻尼板阻尼层厚度和约束层厚度对结构模态损耗因子的影响规律.分析结果表明:本文方法计算的固有频率和模态损耗因子与相关文献中的试验实测值吻合良好;不考虑黏弹性材料参数频变特性,各阶模态振型形状基本不变,但部分振型的相位相反;阻尼层剪切模量直接影响到结构固有频率,忽略其频变特性会导致在低阶时计算结果偏大17.2%,高阶时偏小7.6%;低阶模态时,忽略黏弹性材料频变特性的模态损耗因子误差最大可到56.0%;约束阻尼板模态损耗因子随阻尼层厚度增加而增大,随约束层厚度增加先增大后减小.

关键词：约束阻尼板迭代法固有频率振型模态损耗因子

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混流式水轮机卡门涡致振机理探讨与分析

水利学报 2023年第12期54卷 1464-1472页

作者：孟龙张驰也徐洪泉易艳林中国水利水电科学研究院北京100038

水轮机出现卡门涡后易引起振动等问题。许多安装混流式水轮机的水电站发生卡门涡频率的强烈振动,严重时甚至造成转轮叶片裂纹破坏,学界多认为这是由卡门涡共振引起。本研究通过比较卡门涡频率和固有频率的巨大差异、大朝山电站转轮叶片... 详细信息

水轮机出现卡门涡后易引起振动等问题。许多安装混流式水轮机的水电站发生卡门涡频率的强烈振动,严重时甚至造成转轮叶片裂纹破坏,学界多认为这是由卡门涡共振引起。本研究通过比较卡门涡频率和固有频率的巨大差异、大朝山电站转轮叶片减薄修型后强振工况向大负荷转移等事实,提出新观点:大多数卡门涡强振及其破坏并非由共振引起。本研究进行了模型水轮机卡门涡观测试验,比较了流量、空化系数对可见卡门涡的影响,发现可见卡门涡多发生于大流量工况或低空化系数导致的涡心压力较低时,指出卡门涡由其涡心空化造成。通过电站消除卡门涡危害的措施等进一步说明:卡门涡共振存在于小流量工况,但共振能量低,没有显著破坏性;大流量工况的卡门涡强振并非共振,而源于卡门涡空化空腔溃灭产生的巨大冲击力。

关键词：水轮机卡门涡共振固有频率振型空化空腔

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谐波激励下电力变压器振动特性

高压电器 2023年第8期59卷 35-42页

作者：董家睿李基民魏铭深圳供电局有限公司广东深圳518000

电力变压器受谐波驱动将产生频率含量丰富的振动和噪声,振动加速度和总体声功率增大将导致变压器机械和绝缘故障概率提高,影响电力系统运行的稳定性,难以满足国家标准要求,因此研究电力变压器的振动特性具有重要意义。文中首先分析电力... 详细信息

电力变压器受谐波驱动将产生频率含量丰富的振动和噪声,振动加速度和总体声功率增大将导致变压器机械和绝缘故障概率提高,影响电力系统运行的稳定性,难以满足国家标准要求,因此研究电力变压器的振动特性具有重要意义。文中首先分析电力变压器的振动来源和传递过程,并试验研究变压器整体的模态特性和振动特性,获得其各阶振型;在模态分析的基础上进一步搭建变压器振动信号测量平台,分别对变压器三相进行谐波激励下的负载试验与空载试验,分析谐波激励下变压器振动的传递过程,研究不同频率谐波下变压器的振动特性和相应变化规律。

关键词：电力变压器谐波振动特性模态频率振型

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关于模态综合法的注记

力学与实践 2022年第5期44卷 1179-1182页

作者：赵楚楚陈立群上海大学力学与工程科学学院上海200444 上海大学上海市应用数学和力学研究所上海200444

本文以两端固定直角梁为例,探讨模态综合法应用于计算高阶固有频率。单纯使用前2阶约束振型为假设振型时,可能出现频率遗漏而不能计算第2阶固有频率。假设振型同时取前2阶模态振型和前2阶约束振型,可以计算前3阶固有频率;假设振型取前4... 详细信息

本文以两端固定直角梁为例,探讨模态综合法应用于计算高阶固有频率。单纯使用前2阶约束振型为假设振型时,可能出现频率遗漏而不能计算第2阶固有频率。假设振型同时取前2阶模态振型和前2阶约束振型,可以计算前3阶固有频率;假设振型取前4阶模态振型和前4阶约束振型,可以计算前5阶固有频率,相对误差小于5%。

关键词：振动模态综合固有频率振型

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滚振试验台液压管道系统的振动特性分析

噪声与振动控制 2022年第1期42卷 56-60,94页

作者：周新建吕康周生通郭维年华东交通大学载运工具与装备教育部重点实验室南昌330013

液压管道系统是跨座式单轨车辆滚动振动试验台的重要组成部分,在设计过程中需要对管道的振动特性进行重点分析。为此,基于单向和双向流固耦合的模态分析方法,采用k-ε的湍流模型,对比分析管道在不同分析方法下的固有频率和振型;在双向... 详细信息

液压管道系统是跨座式单轨车辆滚动振动试验台的重要组成部分,在设计过程中需要对管道的振动特性进行重点分析。为此,基于单向和双向流固耦合的模态分析方法,采用k-ε的湍流模型,对比分析管道在不同分析方法下的固有频率和振型;在双向流固耦合基础上分析流体速度和压强对管道的影响。研究表明:单向流固耦合下管道的固有频率均大于双向流固耦合作用下管道的固有频率,相差率达2%~10%,相同阶次下的振型形态基本一致;流体压强对管道的固有频率的影响比流体速度大,在一定的压强范围内,管道的固有频率随着流体的压强增加而增加,流体的管道总变形量和等效应力随流体压强和支管流速增加而增加。

关键词：振动与波跨座式单轨管道系统单向流固耦合双向流固耦合固有频率振型

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转速对风机叶片模态的影响及其威布尔拟合

排灌机械工程学报 2023年第7期41卷 689-694页

作者：张建平刘明张智伟王明强韩熠上海理工大学机械工程学院上海200093 上海东海风力发电有限公司上海200090 上海电力大学能源与机械工程学院上海200090

为探究旋转效应对于风力机叶片模态的影响,建立了叶片的有限元模型,并导入ANSYS软件中进行计算,得到了风力机叶片在静止工况与旋转工况条件下的模态,通过Weibull函数拟合得到了转速与叶片模态频率的变化关系.结果表明:静止叶片振动形式... 详细信息

为探究旋转效应对于风力机叶片模态的影响,建立了叶片的有限元模型,并导入ANSYS软件中进行计算,得到了风力机叶片在静止工况与旋转工况条件下的模态,通过Weibull函数拟合得到了转速与叶片模态频率的变化关系.结果表明:静止叶片振动形式随着模态阶次的递增基本保持挥舞和摆振混合或者其中之一占主导的振型,而扭转振型到第十阶模态才出现;旋转工况下的模态振型及频率相对静止工况下都有较为明显的差异,第一、第二阶振型表现为方向相反的摆振,第三至十阶的振动形式类似于静止工况的第一至七阶,旋转叶片的抗弯扭能力更强;随着转速的增大,叶片第三至七阶模态频率呈现非线性递减的趋势,而第八至十阶模态频率出现相反的趋势;Weibull函数拟合模型不仅能够描述叶片模态随转速变化的规律,而且具有较高的拟合精度.研究结果为风力机的安全运行及可靠性设计提供一定的理论基础和技术指导.

关键词：风力机叶片模态振型转速 Weibull函数

铰接车辆模型识别粗糙桥梁频率和振型的数值分析

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建筑科学与工程学报 2022年第2期39卷 119-127页

作者：张文武亓兴军肖志全亓圣王珊珊山东高速集团有限公司山东济南250098 山东建筑大学交通工程学院山东济南250101

根据车桥耦合振动理论和桥梁间接测量法基本原理,对实际工程某连续梁桥建立桥梁模型,采用2辆单轴1/4车辆模型模拟测量车辆,1辆双轴半车模型模拟牵引车辆提供额外桥梁激励,三车前后铰接建立车辆模型。基于分离法原理与车辆动力学理论,利... 详细信息

根据车桥耦合振动理论和桥梁间接测量法基本原理,对实际工程某连续梁桥建立桥梁模型,采用2辆单轴1/4车辆模型模拟测量车辆,1辆双轴半车模型模拟牵引车辆提供额外桥梁激励,三车前后铰接建立车辆模型。基于分离法原理与车辆动力学理论,利用约束方程实现任意时刻车轮与桥面接触点的位移协调关系,采用APDL编程实现铰接车辆过桥的耦合动力时程响应分析。提取前后测试车辆匀速通过不同等级粗糙桥面时车辆振动加速度时程响应,对通过桥梁同一位置处的前后测试车辆加速度数值进行相减处理并应用快速傅里叶变换识别桥梁频率。采用带通滤波技术与汉宁窗相结合的处理方法提取分离出与桥梁固有频率相关的桥频分量响应,利用桥频分量响应及其希尔伯特变换构造出与每阶固有频率相对应的振型。结果表明:在A、B、C级桥面不平整度条件下,采用铰接车辆模型识别出的桥梁前3阶频率相对误差均在1%以内;对加速度时程响应数据加窗处理后识别出的桥梁前3阶振型MAC值均在0.95以上,满足工程精度需求;研究结果可以为移动传感间接测量方法在桥梁检测工程中的应用提供理论参考。

关键词：桥梁频率振型桥梁间接测量法铰接车辆模型