振动模态

摘要： 在舰船结构中,齿轮传动装置是主要的振动以及噪声来源部位,而齿轮箱箱体结构与其振动模态之间是怎样的关系,需要进一步进行分析。笔者就齿轮箱箱体结构对其振动模态的影响进行建模分析,通过构建传动齿轮箱体模态实验的理论模型以及试验模型,以移动锤击的方法采集相应点的冲击数据以及响应数据,用有限元模型计算对相应结果进行分析,验证研究齿轮传动箱振动模态的方法的有效性。仿真结果证明:1)在齿轮箱设计中,需要确保箱体质量和体积不变,做好齿轮箱箱体刚度的合理配置,确保齿轮箱总体刚度可靠,提升齿轮箱的结构抗振效果。2)大型弧面对增强齿轮箱箱体刚度有积极效用,通过弧面设计,提升齿轮箱的基频频率,避免模态频率出现,有效减轻箱体质量。3)通过加强筋结构设计和优化,借助模态分析能够掌控局部振动强烈的部位,提升齿轮箱的整体箱体刚度,减少共振峰次数,降低振动水平。

摘要： 【目的】古筝共鸣面板的结构是影响其振动性能的重要因素之一,不同结构的共鸣面板发出的音质与音色会有所差异,迄今很少有学者就拼板古筝共鸣面板的振动发声特点展开研究。【方法】本研究以拼板古筝共鸣面板为研究对象,利用两种模态分析方法探讨其声学振动性能。采用实验模态分析法,运用数字信号处理技术对采集到的激励力信号和振动响应信号进行分析,经过数据转换求得系统的频响函数,进而得出各阶次共振频率及其对应模态振型;采用计算模态分析法,建立拼板结构共鸣面板的三维模型,运用有限元法对其进行离散,通过近似方法求解出各阶次共振频率及其对应模态振型。【结果】实验模态结果显示:拼板共鸣面板能够识别到的阶次有(0, n)和(1, n)阶,且多集中在(0, n)阶,(1, 4)、(1, 6)、(1, 7)和(1, 10)阶为沿横纹理方向和顺纹理方向弯曲振动叠加的复合振动,识别较困难。从振型上看,拼板共鸣面板各阶的模态振型相对清晰易识别。与实验模态结果相比,计算模态分析能够识别到选定阶次范围的所有阶次,所得振型图更加均匀且理想,而实验模态分析时个别阶次较难识别。拼板共鸣面板计算模态结果与实验模态结果呈显著的线性相关性,相关系数为0.999 6。【结论】从模态分析结果来看,相对整板结构,拼板共鸣面板各阶共振频率对应的模态振型整体清晰易识别,振动频率更高;从木材利用率方面来讲,相对于制作整板,拼板共鸣面板更有利于节约木材资源。通过两种模态分析结果综合对比,验证了计算模态分析应用于拼板结构古筝共鸣面板的振动模态研究具有可行性。

摘要： 基于Timoshenko梁弯曲理论,该文建立了双激励阶梯形弯曲振动夹心式压电换能器的传递矩阵理论模型。利用解析理论模型和有限元仿真对换能器的前4阶弯曲振动特性进行了计算分析。结果表明,在换能器的各阶弯曲振动模态下,解析理论计算与有限元仿真均取得了一致结果,即在低阶(一、二阶)弯曲振动模式下换能器有效机电耦合系数大,高阶弯曲振动模式下换能器的有效机电耦合系数小。阶梯形前盖板的直径比对换能器的各阶弯曲共振频率和放大系数均有较大的影响,直径比越大,弯曲共振频率越低,放大系数越大。

摘要： 声学覆盖层的低频吸声特性对潜艇声隐身性能具有重要影响。综合考虑空腔型覆盖层结构和局域共振型薄膜材料的低频吸声性能,建立局域共振型空腔覆盖层的有限元模型,研究复合结构在10 Hz~2 000 Hz频段内的吸声特性,并采用局域共振理论和模态分析揭示复合结构的吸声机理,进一步得到复合结构低频吸声性能的调控规律。研究结果表明:(1)在10 Hz~2 000 Hz频率范围内,相比空腔型覆盖层,复合结构的平均吸声系数提高到0.497;(2)复合结构的低频吸声机理为:通过下半部分空腔变形实现纵波向横波的转化,通过局域共振结构的反共振消耗声能,二者共同作用,提高吸声系数;(3)耦合产生的吸声峰峰值主要随覆盖层损耗因子的增大而增大,峰值频率主要随薄膜面积的增大而向高频移动。研究结果可为声学覆盖层的低频吸声特性设计提供理论指导。

摘要： 楼盖是水平方向分隔上下楼层空间的承重构件,是木结构建筑中不可缺少的一部分。但大跨度楼板阻尼小、柔性大、自振频率低,容易在人类活动与其他外界动力载荷作用下产生竖向振动,引起人们的不适;所以研究木楼盖的振动行为,找出提高振动舒适度的办法对大跨度木楼盖的推广和应用有重要作用。为了解大跨度木楼盖的振动性能,首先以12 m跨度齿板连接木桁架搁栅楼盖为研究对象,在其下部安置隔墙,比较不同支撑方式对楼盖振动模态、静载挠度、步行荷载响应与自由落体冲击响应的影响,并探讨隔墙位置和数量对木楼盖振动性能的影响规律。结果表明:下部隔墙对木楼盖振动性能的影响取决于连跨后的最大跨度。安装隔墙后,楼盖的基本自振频率提高25%以上,1 kN集中静态挠度减小40%以上;隔墙能有效降低最大跨度中央楼盖的步行振动响应,安装隔墙后楼盖步行均方根加速度减小30%以上;楼盖的振动传递主要发生在纵向,相同传递距离下纵向峰值加速度是横向和斜向的1.5倍以上。

摘要： 为研究轮对弹性振动特性及其对重载货车动力学性能的影响,以30 t轴重重载货车为研究对象,对轮对刚、柔建模时的整车运动稳定性、曲线通过性能等进行了对比研究.首先,给出了多体动力学中弹性体的数学建模方法;其次,建立轮对柔性体有限元模型,分析了轮对的弹性振动模态,进一步将其集成于多刚体系统中,形成重载货车刚柔耦合动力学分析模型;最后,针对货车多刚体和刚柔耦合两类建模方法,以干线不平顺叠加短波不平顺作为系统激励源,对比分析了重载货车的轮对振动响应、蛇行运动稳定性以及动态曲线通过性能的差异.研究结果表明:相对刚性轮对而言,柔性轮对的变形能够缓和轮轨刚性冲击,同时弱化轮轨间的刚性约束能力,导致其振动幅度降低,使得车辆非线性临界速度下降约9%,通过小半径曲线时,轮轨横向力也降低了约13.7%,轮对弹性振动对重载货车动态性能的影响同样不容忽视.

摘要： 大跨度斜拉桥斜拉索可通过辅助索连接形成索网系统,从而达到减振目的。为深入了解索网系统的真实动力行为,提高索网系统振动频率测试的准确性,以多层不等长索网系统为研究对象,通过理论推导建立索网系统平衡方程,借助MATHEMATICA对系统自振频率及振型进行求解,分析其面内自由振动特性;并使用数值模拟和试验方法对解析结果进行验证。此外,对多层不等长索网进行参数分析,包括辅助索刚度、辅助索位置、辅助索根数等,研究不同的辅助索设计方案对索网系统面内自由振动特性的影响。研究结果表明:索网系统内各根拉索的自振频率均相同;在整体振动的频率之间会出现局部振动或单根拉索单独振动的频率;施加辅助索会使目标索的基频增大;索网整体振动和局部振动的频率随着辅助索刚度减小而减小;随着辅助索根数增多,索网系统的基频逐渐增大;局部振动的振型出现得越晚,出现局部振动的最小频率越大。

摘要： 平潭安海澳大桥位于7度设防区,首次采用由5根部分填充钢管混凝土塔柱组成的扇形主塔。为了确保大桥安全顺利建设,开展了抗震性能分析。结果表明:主桥振动模态以桥塔的振动为主;扇形主塔纵桥向刚度较小,强震作用下主塔塔顶的纵桥向位移响应约为横桥向响应的1.92倍;相比E1地震作用,E2地震作用下主塔塔顶纵桥向和横桥向位移响应,以及塔柱底部钢管应力平均增加了约70%,但主桥各主要部件均处于弹性工作状态,抗震性能良好。

摘要： 目的为了满足现代电子工业领域中对微小电子元器件高速送料的需要,采用环形压电双晶片,设计一种直线式压电垂直驱动振动给料机。方法首先对给料机结构进行设计,阐述其工作原理,通过对环形压电双晶片进行模态分析,确定双晶片工作振型。然后利用小挠度的弹性薄板理论,推导压电双晶片输出力的表达式,利用Matlab软件,探究压电陶瓷和基板的厚度与出力系数的关系,以及压电陶瓷和基板的弹性模量与出力系数的关系。最后制作振动给料机样机,并对其进行实验测试。结果测试结果表明,系统有效工作频率为184~190 Hz,当驱动电源电压为220 V,频率186.8 Hz时,对3.2 mm×2.8 mm的发光二极管(LED)给料速度可达到22.6个/s,比市场上同型号的矩形压电双晶片驱动给料机速度提升了14.7%。结论在精密电子元件高速输送的自动化包装或自动化检测线上具有良好的应用前景。

摘要： 针对转子-轴承动力系统运行稳定性问题,考虑陀螺力矩、阻尼和不平衡外激励等因素,基于有限元方法(FEM)建立圆形变截面阶梯转子-轴承动力学分析模型。计算不同支撑刚度边界条件下,转子系统的振动特征值(频率)和临界转速,并结合模态叠加原理获取多自由度动力系统振动模态。计算结果表明:增加弹性支撑刚度能够提高系统各阶临界转速,从而提高系统运行稳定性;但当支撑刚度系数对系统的幅值增益贡献达到最佳值后,增大支撑刚度对系统的稳定性改善能力降低。这为转子-轴承动力系统运行中的稳定性提升提供理论支撑。

摘要： 本文采用UG建立了失效的半开式叶轮循环对称模型,利用ANSYS Workbench对其进行了振动模态分析,获得了叶轮的各阶振动频率及振型.对于半开式叶轮,使用循环对称模型计算结果可以自动识别振型节径数目,便于分析实际问题.分析结果表明:有限元分析的振型与叶轮失效形式吻合较好,为改进方案提供了有力支持.

摘要： 随着水声装备的不断发展，各研究机构对低频大功率声源的需求越来越迫切。为了研究碟形纵弯换能器的辐射特性,利用有限元软件对其振动模态和电声性能进行了仿真分析,并设计制作了一款换能器样机.测量得到在1.5～3kHz频段内,发送电压响应起伏小于3dB,声源级大于196dB,谐振点声源级大于200dB.研究结果表明,碟形纵弯换能器不仅能够低频宽带工作,且具备大功率发射能力.

摘要： 由结构振动引起的辐射声是生活中广泛存在的噪声,而声辐射效率是评价结构声辐射能力的重要指标,根据声辐射相关理论推导四边固支矩形薄板的声辐射效率计算公式,通过合理选择振型基函数编程求解结构模态的声辐射效率,指出抑制奇-奇模态的振幅可以有效降低平板声辐射.最后通过对固支矩形平板的振动模态测试和隔声能力测试验证了奇-奇模态是声辐射主导模态的结论.

摘要： 基于有限元分析方法,应用ANSYS Workbench软件计算某安全二级电磁阀的振动模态及承受冲击载荷作用下的应力,分析后按照ASME规范对承压边界部件作出应力评定和强度校核.结果表明,该电磁阀在机械载荷和冲击载荷作用下能够保证可靠运行,执行所需功能.

摘要： 高压出线套管主体在强风下会出现形变以及振动,凭借线路绝缘子经验,形变会导致应力集中以及电场畸变.本文通过有限元分析软件ANSYS对750kV断路器复合空心套管开展流-固耦合仿真,探讨了复合套管在强风中的形变幅度、应力分布以及振动模态.应力集中区域应该在以后的检修工作中重点检查.

摘要： 高灵敏度是微质量传感器准确探测细菌、病毒和气体等物质的关键指标.虽然借助微型化的高阶模态梁可以有效提升探测灵敏度,但微尺度效应也降低了传感器的抗环境干扰能力.因此,如何在特定尺度约束下提升高阶模态传感器的灵敏度已成为谐振式微传感器设计的前沿问题.本文在研究弹性梁几何构型、压电层尺寸与有效质量分布对振动模态影响关系的基础上,建立了压电驱动多阶梯梁式微质量传感器的灵敏度分析模型.以传感器灵敏度提升最大为目标,建立了高阶振动模态下变厚度悬臂梁几何构型优化设计模型.考虑驱动位置与制造成本约束,设计并研制了具有多阶梯梁结构的压电式高阶模态微质量传感器.实验与数值仿真结果表明,同尺寸下,所得到的多阶梯梁式微质量传感器灵敏度较均匀厚度梁结构提升了10-15倍,从而验证了所提出的高阶模态微质量传感器灵敏度提升方法的有效性和可行性.

摘要： 空调室外机的振动与噪声严重影响着人们的舒适性体验.针对该情况,以某空调管路为研究对象,建立管路模型,运用管路仿真分析软件对不同方案管路进行模态分析,并通过模态测试以及噪声测试验证了仿真结果的可靠性.通过对比分析配重以及管路走向对系统固有频率的影响,本文给出管路结构合理化设计建议,得到最佳的优化设计方案.

摘要： 空调室外机的振动与噪声严重影响着人们的舒适性体验.针对该情况,以某空调管路为研究对象,建立管路模型,运用管路仿真分析软件对不同方案管路进行模态分析,并通过模态测试以及噪声测试验证了仿真结果的可靠性.通过对比分析配重以及管路走向对系统固有频率的影响,本文给出管路结构合理化设计建议,得到最佳的优化设计方案.

摘要： 空调室外机的振动与噪声严重影响着人们的舒适性体验.针对该情况,以某空调管路为研究对象,建立管路模型,运用管路仿真分析软件对不同方案管路进行模态分析,并通过模态测试以及噪声测试验证了仿真结果的可靠性.通过对比分析配重以及管路走向对系统固有频率的影响,本文给出管路结构合理化设计建议,得到最佳的优化设计方案.

摘要： 空调室外机的振动与噪声严重影响着人们的舒适性体验.针对该情况,以某空调管路为研究对象,建立管路模型,运用管路仿真分析软件对不同方案管路进行模态分析,并通过模态测试以及噪声测试验证了仿真结果的可靠性.通过对比分析配重以及管路走向对系统固有频率的影响,本文给出管路结构合理化设计建议,得到最佳的优化设计方案.

摘要： 本技术提供一种基于振动采收的果实振动响应模态的振动参数测试装置，它包括试验台架、变频电机、变速箱、曲柄滑块机构、旋转装置；曲柄滑块机构中的直线导轨水平安装时实现果实的摆动，直线导轨竖直安装时实现果实的垂直运动；旋转装置实现果实的扭转运动。本技术实现了果实的摆动、垂直运动，扭转运动三个主要振动响应模态，并实现调频调幅，可广泛适用于银杏、核桃、红枣、杏、柑橘等林果振动采收的果实振动响应模态，适用于各种水果及振动采收机，通用性强。通过试验可获得各种果实三种主要振动响应模态下振落的最佳振动参数，得出果实与果柄分离的最优条件，以及所对应的最优激振方式，从而为林果采摘机械的设计提供理论依据。

摘要： 本发明公开了一种极大型空间刚‑柔耦合系统多阶模态主动振动抑制方法，首先建立空间大尺度刚‑柔耦合系统动力学模型；再设计模态滤波器；然后设计状态观测器；接下来设计滑模面及趋近律；最终设计终端滑模控制器，完成系统多阶模态振动抑制；本发明在前有发明的基础上，提出一种基于高精度等效动力学模型的终端滑模振动抑制方法，创造性地将刚体姿态信息与模态坐标统一，在完善此类系统动力学模型基础上，可在有限时间内控制系统多阶模态，使系统稳定。

摘要： 本发明公开了一种桩土系统室内模型及其横向振动实验模态分析测试系统，所述模型箱底端设置有底板并且为10mm厚钢板，所述模型箱箱身为10mm厚透明玻璃板，角部用6mm厚钢板固定，并与底板通过固定螺栓密闭嵌固，所述玻璃板的一侧设置有激振器，所述模型箱内部设置有模型桩。本发明可测得相应单桩的固有频率及不同边界条件、轴向荷载、桩身几何与材料性质及桩周土性状等对其数值的影响规律。在进行桩基抗震设计时，可根据上述规律改变桩端约束条件、桩几何性质等措施，从而调整桩基础的固有频率及自振周期，以避开建筑物所在场地的特征周期，防止桩土系统产生共振，达到降低桩基水平地震作用与桩基抗震设计优化的目的。

摘要： 本发明公开一种基于光流法的结构微幅振动工作模态分析方法，属于结构振动测量领域。该方法包括以下步骤：第一：采集振动过程视频；第二：利用视频选择感兴趣的区域，并提取该区域的结构轮廓点；第三：提取结构轮廓点的表观运动响应；第四：将结构轮廓点的位移时域数据转换为频域数据，并分析得出结构的模态频率的近似值；第五：放大轮廓点的振动响应；第六：辨识结构的模态频率和阻尼比。与现有技术相比，本发明的优点为：本发明的分析方法实现非接触式测量，高精度、低成本地得到结构的模态参数，同时提取结构的轮廓点作为结构的特征点，得到的振动响应数据具有代表性。

摘要： 本技术提供一种基于振动采收的果实振动响应模态的振动参数测试装置，它包括试验台架、变频电机、变速箱、曲柄滑块机构、旋转装置；曲柄滑块机构中的直线导轨水平安装时实现果实的摆动，直线导轨竖直安装时实现果实的垂直运动；旋转装置实现果实的扭转运动。本技术实现了果实的摆动、垂直运动，扭转运动三个主要振动响应模态，并实现调频调幅，可广泛适用于银杏、核桃、红枣、杏、柑橘等林果振动采收的果实振动响应模态，适用于各种水果及振动采收机，通用性强。通过试验可获得各种果实三种主要振动响应模态下振落的最佳振动参数，得出果实与果柄分离的最优条件，以及所对应的最优激振方式，从而为林果采摘机械的设计提供理论依据。

摘要： 一种基于振动模态和摆模态耦合的多自由度低频隔振器，主要包括两个相同的上、下对称布置的高静态‐低动态刚度隔振器，两个高静态‐低动态刚度隔振器的支撑杆分别通过两个球铰与空间摆机构相连；两个高静态‐低动态刚度隔振器分别由提供螺旋弹簧和磁性负刚度机构构成；螺旋弹簧提供沿轴向支撑的正刚度支撑；磁性负刚度弹簧由三块相吸配置的环形永磁体构成，提供竖直方向的非线性恢复力和负刚度特性；通过两个球铰链将高静态‐低动态刚度隔振器与空间摆机构进行运动耦合，使得水平方向具有准零刚度特性和几何非线性阻尼，以实现对被隔振物体在三个平移方向上的低频振动进行有效隔离；本发明具有高承载能力和低共振频率的特点，对多个自由度方向的低频振动具有良好的抑制效果。

摘要： 一种振动模态优化方法，用于无人机(100)，无人机(100)包括机身(20)和机臂组件(30)，机臂组件(30)包括机臂(32)和电机(34)，机臂(32)的一端可转动地连接机身(20)，机臂(32)另一端的顶部连接有电机(34)，机臂(32)另一端的底部连接有脚架(40)，电机(34)的输出轴连接有桨叶(50)；振动模态优化方法包括：获取桨叶(50)的临界失稳桨频(ω)；根据桨叶(50)的临界失稳桨频(ω)，调节机臂(32)的扭转频率(ωx)、桨叶(50)的桨叶平面到机臂(32)扭转轴的距离(h)和机臂组件(30)关于机臂(32)扭转轴的惯性矩(Mx)中的至少一个。本申请还公开了一种振动模态优化装置(200)和无人机(100)。

摘要： 本发明涉及振动模态识别技术领域，公开一种基于工作振型和模态振型的振动模态识别方法，包括：获取产品在预设转速下运行时的振动峰值和振动峰值对应的第一频率；建立产品的动力学模型并标定；基于标定后的产品的动力学模型，获取产品在预设转速和第一频率下的工作振型；获取产品在运行工况预载荷下的模态振型，并从预设频率范围内的模态中找出与工作振型相似的N个模态振型；由N个模态振型中筛选出M个主模态振型；分别分析M个主模态振型与工作振型之间的相关性，并根据相关性分析数据筛选出相关性最高的主模态振型，以为齿轮箱提供振动优化的准确依据，同时为齿轮箱的设计提供清晰地加强方向和加强位置。

摘要： 一种基于振动模态和摆模态耦合的多自由度低频隔振器，主要包括两个相同的上、下对称布置的高静态‐低动态刚度隔振器，两个高静态‐低动态刚度隔振器的支撑杆分别通过两个球铰与空间摆机构相连；两个高静态‐低动态刚度隔振器分别由提供螺旋弹簧和磁性负刚度机构构成；螺旋弹簧提供沿轴向支撑的正刚度支撑；磁性负刚度弹簧由三块相吸配置的环形永磁体构成，提供竖直方向的非线性恢复力和负刚度特性；通过两个球铰链将高静态‐低动态刚度隔振器与空间摆机构进行运动耦合，使得水平方向具有准零刚度特性和几何非线性阻尼，以实现对被隔振物体在三个平移方向上的低频振动进行有效隔离；本发明具有高承载能力和低共振频率的特点，对多个自由度方向的低频振动具有良好的抑制效果。

摘要： 本发明公开了一种多模态谐振超声振动快刀超精密制造系统，包括：超声电源，用于输出两路独立且相位差可调的高频正弦交流电信号；加法电路，用于将两路正弦交流电信号进行无损叠加；功率放大器，用于将两路叠加后的两路电信号进行增益放大后输出复合电信号；多模态谐振超声振动快刀，包括超声换能器和金刚石刀具，超声换能器用于根据复合电信号产生目标轨迹的高频振动，并驱动金刚石刀具高频变换式沿切削深度方向间隙运动，从而实现对高柔性微/纳米复杂表面纹理加工的超精密制造；高频振动为一阶纵向振动和三阶纵向振动复合振动模态，三阶纵向振动频率为一阶纵向振动频率的三倍。本发明能同时实现高柔性和高效率的微/纳米结构超精密制造。