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地铁钢弹簧浮置板阻尼参数试验及其对行车的影响研究

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铁道标准设计 2022年第4期66卷 36-41,48页

作者：程曜彦方宏凯李新国同济大学教育部道路与交通工程重点试验室上海201804

钢弹簧隔振器阻尼比是影响钢弹簧浮置板轨道结构减振降噪作用效果的重要参数之一,钢弹簧隔振器阻尼比在设计、制造及日常维养中如何精确测量是行业关注的焦点。结合锤击试验及刚柔耦合数值分析,研究浮置板轨道振动传递特性及阻尼参数对... 详细信息

钢弹簧隔振器阻尼比是影响钢弹簧浮置板轨道结构减振降噪作用效果的重要参数之一,钢弹簧隔振器阻尼比在设计、制造及日常维养中如何精确测量是行业关注的焦点。结合锤击试验及刚柔耦合数值分析,研究浮置板轨道振动传递特性及阻尼参数对地铁行车的影响。结果表明:(1)锤击力在2~4档是其合适范围,计算自由衰减振动的钢弹簧阻尼比时合适的波形峰值间隔周期为3和4;(2)在简谐激振为1~500 Hz内、钢弹簧阻尼分别为10,30,50 kN·s/m时,钢弹簧浮置板轨道结构在第一共振峰处浮置板垂向位移导纳幅值分别为11.05×10^(-8),6.12×10^(-8),4.19×10^(-8),表明钢弹簧浮置板轨道结构在第一共振峰处的振动响应随着钢弹簧阻尼的增大显著减小;(3)钢弹簧阻尼对地铁列车行车影响的分析表明随着钢弹簧的阻尼增大,地铁列车行车的安全性及舒适度也相应提高,钢弹簧阻尼设置不宜超过50 kN·s/m。

关键词：地铁钢弹簧浮置板隔振试验阻尼比传递特性车桥耦合

新型钢弹簧浮置板道床隔振试验与数值分析研究

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世界地震工程 2020年第3期36卷 38-47页

作者：高扬张强刘文光李腾上海大学土木工程系核电站隔震减震工程技术研究中心上海200444

提出了一种附加位移放大杠杆的新型钢弹簧浮置板道床隔振装置并进行了理论分析,给出了该装置基于位移放大倍数的阻尼力和耗能计算公式。同时设计制作了附加3倍位移放大的新型钢弹簧浮置板道床隔振装置并进行了地铁振动测试,试验结果表明... 详细信息

提出了一种附加位移放大杠杆的新型钢弹簧浮置板道床隔振装置并进行了理论分析,给出了该装置基于位移放大倍数的阻尼力和耗能计算公式。同时设计制作了附加3倍位移放大的新型钢弹簧浮置板道床隔振装置并进行了地铁振动测试,试验结果表明:该装置隔振效果显著。通过建立新型钢弹簧浮置板道床隔振系统有限元分析模型,数值模拟结果与实测振动数据可进行较好的吻合,结果表明:新型钢弹簧浮置板道床隔振系统能有效地减小结构的动力响应。

关键词：新型钢弹簧浮置板道床位移放大装置隔振试验数值分析研究

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采用磁流变阻尼器的整星隔振平台试验研究

振动与冲击 2012年第21期31卷 33-36,40页

作者：涂奉臣张洋陈照波焦映厚刘文涛株洲时代新材料科技股份有限公司株洲412007 哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001

为降低卫星受到的来自于运载火箭的振动和冲击载荷,针对柔性卫星整体隔振,提出一种采用高频解耦型磁流变阻尼器的新型整星隔振平台。在理论分析的基础上,设计并制造了新型整星隔振平台、锥壳适配器和模拟卫星,搭建整星隔振系统,进行整... 详细信息

为降低卫星受到的来自于运载火箭的振动和冲击载荷,针对柔性卫星整体隔振,提出一种采用高频解耦型磁流变阻尼器的新型整星隔振平台。在理论分析的基础上,设计并制造了新型整星隔振平台、锥壳适配器和模拟卫星,搭建整星隔振系统,进行整星隔振性能试验。对比采用新型整星隔振平台、采用常规磁流变阻尼器隔振平台和采用锥壳适配器时的隔振效果,得到如下结论:新型整星隔振系统的隔振效果明显好于使用传统锥壳适配器时的情况;采用高频解耦型阻尼器能帮助隔振平台减小高频传递率,改善高频隔振性能。试验结果验证了理论分析的正确性。

关键词：整星隔振被动隔振性能磁流变阻尼器隔振试验

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车辆动力总成悬置系统参数识别

机械工程学报 2011年第16期47卷 79-85页

作者：陈世嵬蹇开林李锐陈伟民廖昌荣重庆大学工程力学系重庆400030 重庆邮电大学自动化学院重庆400065 重庆大学光电工程学院重庆400030

精确识别车辆动力总成不平衡力以及惯性参数,是对车辆发动机振动进行主动隔离的基础。根据发动机不平衡力只与发动机内部结构以及转速相关的特性,提出一种利用磁流变减振器阻尼参数的可控性,通过测试不同阻尼环境下的各悬置加速度和支... 详细信息

精确识别车辆动力总成不平衡力以及惯性参数,是对车辆发动机振动进行主动隔离的基础。根据发动机不平衡力只与发动机内部结构以及转速相关的特性,提出一种利用磁流变减振器阻尼参数的可控性,通过测试不同阻尼环境下的各悬置加速度和支座反力,进而识别发动机惯性参数以及不平衡力的新方法。该方法在应用于车辆动力总成悬置系统参数识别时,对比传统识别方法具有针对性强,重复测试不需要起吊发动机,能在识别发动机惯性参数的同时识别不平衡力的特点。利用一个简单模型的有限元数值模拟数据和一个实际四缸四冲程直列式发动机的现场实测数据对新方法进行验证,结果表明,新方法的发动机转动惯量识别精度满足工程应用要求,发动机不平衡力识别结果比简化后的理论公式更能反映发动机真实振源状况。

关键词：发动机转动惯量物理参数识别隔振试验

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双箭头超材料准零刚度隔振器的设计与研究

双箭头超材料准零刚度隔振器的设计与研究

作者：顾晓新石家庄铁道大学

学位级别：硕士

川藏铁路东起成都,西至拉萨,全线“六起六伏”,起伏剧烈。在这种坏境下,高速运行的机车,间隙、摩擦、大变形等非线性因素引起的低频振动,给高速运行机车的安全性、乘坐舒适性等带来极大的挑战。但是,传统的隔振器无法同时具有较低的固... 详细信息

川藏铁路东起成都,西至拉萨,全线“六起六伏”,起伏剧烈。在这种坏境下,高速运行的机车,间隙、摩擦、大变形等非线性因素引起的低频振动,给高速运行机车的安全性、乘坐舒适性等带来极大的挑战。但是,传统的隔振器无法同时具有较低的固有频率和较高的承载力,而高静刚度低动刚度的准零刚度隔振器静位移小且固有频率低,能有效的隔离低频振动。本文借鉴力学超材料结构中的负泊松比单胞结构的特性,构造负刚度系统。基于负刚度系统与正刚度系统,设计准零刚度隔振器。从理论结果和试验研究表明所设计准零刚度隔振器能有效解决低频隔振性能。具体包括以下几个方面:基于负泊松比结构,探讨了构建负刚度系统的可能性。明晰了经典内凹六边形的负泊松比与负刚度之间的内在联系。根据单胞结构负泊松比的计算结果,分析相关参数对负泊松比性能的影响,得出可利用负泊松比结构构建负刚度系统。进一步地,为了结构的稳定性,引入双箭头内凹六边形结构,设计了新型的准零刚度隔振器。分析了新型准零刚度隔振器的隔振效果与不同参数之间的关系,为构建所需隔振系统提供理论依据。基于双箭头内凹六边形负泊松比结构单胞结构,设计了一种准零刚度隔振系统,开展了隔振性能的研究。针对其振动控制方程,分析了准零刚度系统的静力特性和动力特性,探讨了某些参数对隔振系统隔振性能的影响。开展了参数最优化研究,得到了实现准零刚度的最佳参数。进一步地,构建了车-座椅-人模型,进一步验证准零刚度座椅相比经典的隔振座椅的隔振效果更加良好。根据设计的准零刚度隔振力学模型,加工得到了两种准零刚度隔振器的样机,开展试验研究。搭建了振动试验平台,开展了隔振性能试验研究。验证了参数对隔振器隔振效果影响的理论结果,得到了系统在简谐激励下的传递率。在相同的激励条件时,与传统线性隔振器和大量的非线性隔振器对比,结果表明,准零刚度隔振器比传统线性隔振器和大部分非线性隔振器具有更低的起始隔振频率,能比传统线性隔振器和大部分非线性隔振器更快的进入起始隔振区域。

关键词：准零刚度负泊松比低频隔振负刚度隔振试验

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基于磁流变阻尼器的振动筛隔振研究

基于磁流变阻尼器的振动筛隔振研究

作者：陈子烨中国矿业大学

学位级别：硕士

随着国家提倡煤炭可持续发展理念,对振动筛选煤技术有了更高的要求,保障振动筛的的性能和其使用寿命成为重中之重。而振动筛在实际应用中存在着启停机的共振问题,共振问题不仅影响着振动筛的使用寿命,严重时还会对周围建筑产生危害,如... 详细信息

随着国家提倡煤炭可持续发展理念,对振动筛选煤技术有了更高的要求,保障振动筛的的性能和其使用寿命成为重中之重。而振动筛在实际应用中存在着启停机的共振问题,共振问题不仅影响着振动筛的使用寿命,严重时还会对周围建筑产生危害,如何在隔振中能够减小振动筛共振现象具有广阔的研究前景。本文以智能材料磁流变液为研究基础,通过磁流变效应具有连续可逆、瞬时响应快以及易控制等优点,设计并制造出基于剪切流动混合模式下的磁流变阻尼器,应用于振动筛隔振试验中。通过试验研究,为振动筛隔振研究提供一个新的思路。本文在以下几个方面进行了研究:阐述了磁流变液的基本概念、组成以及流变机理,分析了磁流变液主要性能评价指标。总结了磁流变液的几种常用的本构关系模型,以Bingham为本构模型的基础上对磁流变阻尼器进行了设计与计算,并对剪切流动混合模式下的阻尼出力进行了理论分析。以此为基础,提出一种新型的磁流变阻尼器设计方案,详细介绍了其工作原理;对阻尼器进行了磁路的设计与计算,确定了阻尼器的总体结构和主要参数。使用有限元软件Maxwell软件进行了磁路结构仿真与研究,得到阻尼器的磁力线分布和阻尼通道内的磁感应强度的规律,分析了缸筒壁厚、阻尼通道间隙,电流大小对阻尼通道间隙内磁感应强度的影响,优化磁路结构。通过MTS810试验机对阻尼器的性能进行了试验,试验结果为磁流变阻尼器后续的应用提供了参考。搭建用于测试磁流变阻尼器隔振性能的振动筛测试实验台,进行了阻尼器隔振试验,并与弹簧、ROSTA等隔振方式进行对比,其结果表明,阻尼器用于振动筛隔振效果较好,减小了共振现象。试验结果为磁流变阻尼器在不同振动筛隔振应用中提供了依据。本论文有图60幅,表15个,参考文献83篇。

关键词：磁流变液阻尼器磁场仿真阻尼器性能试验隔振试验

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非线性组合隔振器结构优化及系列化设计

非线性组合隔振器结构优化及系列化设计

作者：黄栋东南大学

学位级别：硕士

高速压力机在冲压过程中,会产生剧烈的振动,严重影响自身加工精度、周围精密仪器的工作与现场人员的身体健康。但由于压力机工作过程中大体积、大负载、高速度、宽频响应的特点,它的振动隔离问题一直没有很好的解决方案。本课题以某公... 详细信息

高速压力机在冲压过程中,会产生剧烈的振动,严重影响自身加工精度、周围精密仪器的工作与现场人员的身体健康。但由于压力机工作过程中大体积、大负载、高速度、宽频响应的特点,它的振动隔离问题一直没有很好的解决方案。本课题以某公司生产的具体型号的高速精密压力机为实验研究对象,采用理论分析、数值仿真与实验验证相结合的方法,对高速压力机的振动隔离问题展开深入研究,同时设计新型非线性组合隔振器来隔离压力机振动,提高隔振系统的隔振率。首先,基于碟形弹簧的理论计算公式,分析有支承面和无支承面两种情况的碟形弹簧的载荷位移公式,并根据该公式研究碟簧的其它力学性能,分析碟簧各参数对隔振性能的影响,为设计碟簧提供理论依据。其次,在对系列化理论进行分析的基础上,确定了非线性组合隔振器进行系列化设计的三种方案,即尺寸系列化、组合系列化和整体风格系列化,并对这三种方案进行了具体研究,以满足不同客户的要求,增加企业的销售利润。而后,针对高速压力机的振动特点,考虑偏心载荷的影响,设计新型非线性组合隔振器。研究压力机振动模型,考虑线性支撑与非线性支撑两种状况,仿真分析不同隔振系统的隔振性能。同时,在考虑边界摩擦的基础上,在有限元软件Ansys中对单片碟簧、多片碟簧进行有限元分析,对比理论分析结果和有限元分析结果。最后,测试该非线性组合隔振器在高速压力机上的隔振效果,同时与传统橡胶隔振器的隔振效果进行了比较。结果表明,新型非线性组合隔振器在测试及分析的性能指标方面有较为明显的优势,综合性能优于传统橡胶隔振器。

关键词：碟形弹簧系列化仿真测试隔振试验

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六自由度隔振平台优化设计与控制

六自由度隔振平台优化设计与控制

作者：张邦民南京航空航天大学

学位级别：硕士

随着航天技术的蓬勃发展,对卫星上搭载的设备运行环境稳定性要求越来越高,卫星上很大一部分振动干扰来源于——控制力矩陀螺群。控制力矩陀螺群是用于调整卫星姿态的动力部件,在输出低频转矩的同时,产生不利于星体稳定的微振动信号。本... 详细信息

随着航天技术的蓬勃发展,对卫星上搭载的设备运行环境稳定性要求越来越高,卫星上很大一部分振动干扰来源于——控制力矩陀螺群。控制力矩陀螺群是用于调整卫星姿态的动力部件,在输出低频转矩的同时,产生不利于星体稳定的微振动信号。本课题来源于某航天院所预研项目,目的在于通过设计一种六自由度隔振器来隔离掉陀螺群产生的微振动信号,从而保证星载设备运行环境的稳定性。本文将主要按照以下几部分内容展开论述。1.第一章主要介绍了用于隔振的不同种类材料的性质与应用场合。通过比较选取了最为经济、可靠的螺旋形钢弹簧作为主要隔振部件,辅以橡胶阻尼。另外,介绍了具备六个自由度运动能力的Stewart机构,该机构可以实现六个自由度方向的隔振,满足陀螺群隔振需求。2.隔振平台按照Stewart机构进行总体设计,包含六条同样的支腿。第二章对其中的一条支腿进行了详细地设计。首先,通过动力学仿真软件Adams得到作用于支腿弹簧的载荷和弹簧运动行程,从而根据载荷和运动行程对钢弹簧进行具体设计;其次,对虎克铰和球铰以及套筒进行了改良设计,使得隔振精度更高,支腿各部件更加可靠;最后,对用于承载陀螺群的支架进行了拓扑优化设计,通过优化提高了支架的强度质量比和刚度质量比。3.第三章研究了单自由度隔振的性质。首先,通过理论建模和仿真,得到被动隔振的性质,对低于系统固有频率的干扰信号是没有隔振效果的,并且在固有频率处存在共振峰;针对被动隔振的缺点,提出主被动联合隔振的方法,通过理论建模,得到用于主动控制的最佳反馈信号为速度负反馈,最后通过仿真和实验验证了主被动联合隔振的有效性。4.第四章对整体隔振平台进行了隔振仿真研究。从沿竖直Z轴方向和绕Z轴转动方向验证了整体隔振平台隔振的有效性。

关键词：主被动联合隔振拓扑优化 PID 联合仿真隔振试验

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船用小型中压空压机隔振试验研究

中国设备工程 2019年第4期 149-151页

作者：金丽琼许治晶邢志胜毛京兵张志恒张成彦合肥通用机械研究院有限公司安徽合肥230031 中国船舶重工集团公司第七一一研究所上海201108

以双层隔振结构的船用空压机为研究对象,分析了小型中压空压机的振动机理,应用不同的减振器与空压机组成不同的振动系统,对系统的振动进行了优化设计分析和试验研究。试验证明本优化方法能实现振动抑制的效果,使其振动指标均达到设计要求。

关键词：中压空压机隔振试验减振器振动机理