振动与波

摘要： 数控机床进给系统动态误差是影响加工精度的一个重要因素。针对大型镜像铣床斜齿轮齿条进给系统,通过势能法和切片积分法获得时变啮合刚度,同时考虑啮合误差引入的内部激励建立斜齿轮齿条动力学模型。针对矢量控制电机,建立交流同步伺服电机的双闭环控制动力学模型。将电机模型与齿轮齿条动力学串联构成机电耦合系统动力学模型,通过Simulink仿真和实验研究,分析啮合误差、电机动态特性对于进给系统动态传递误差的影响,明确了齿轮齿条误差是进给系统的主要误差源。研究成果可为高动态精度的进给系统设计提供参考。

摘要： 针对一类单自由度含间隙多约束碰撞振动系统,通过在碰撞面处建立系统的Poincaré映射,推导系统的Jacobi矩阵,将连续动力系统转换为离散动力系统,并利用Gram-Schmidt正交化和范式归一化计算得到系统的Lyapunov指数谱。通过数值模拟,计算系统混沌吸引子与周期吸引子的收敛序列,结合系统相图、单参分岔图及Lyapunov指数谱,分析系统周期运动稳定性及各类分岔现象,通过控制系统参数双向变化发现相邻周期运动间存在的周期共存现象,验证该计算方法的有效性和正确性,研究成果可为后续针对该系统的混沌判断及混沌控制提供理论依据。

摘要： 以热环境对金属陶瓷功能梯度薄壁圆柱壳模态频率的影响为研究对象,首先在描述功能梯度薄壁圆柱壳模型和四种典型的热环境模型的基础上,通过Love薄壳理论得到了薄壁圆柱壳的应变能和动能,运用Rayleigh-Ritz法推导圆柱壳的模态频率方程。然后分别以镍金属圆柱壳和镍钢功能梯度材料圆柱壳为对象,验证模态频率方程的合理性。最后分析不同温度场对金属陶瓷功能梯度薄壁圆柱壳环向振动和轴向振动模态频率的影响。结果表明:随着温度的升高,金属陶瓷功能梯度薄壁圆柱壳的模态频率逐渐下降,均匀温度场下模态频率下降速率最快,其次是线性温度场和非线性温度场,热流温度场对模态频率的影响几乎可以忽略;热环境只影响模态频率的大小,不影响模态频率随波数的变化趋势。

摘要： 抑制低频振动与辐射噪声对提高水下航行器的声隐身性能具有重要意义。首先建立含局域共振元胞的平板结构横向振动模型,采用模态叠加法和谐波平衡法导出耦合振动方程的解析解,其次给出5 Hz~300 Hz范围内平板表面平均振速级与辐射声功率级解析表达式,研究元胞中吸振器参数对平板声振特性的影响,最终对目标频段平板结构的振动控制效果进行优化设计。研究表明:研究的频率范围内,局域共振型平板结构在吸振器固有频率附近会产生能够抑制其低频振动与噪声的频带;随吸振器阻尼的增大,减振频带拓宽且减振降噪性能减弱;多振子元胞具有多个减振频带,频带的叠加使得其低频减振降噪性能优于单振子元胞;经粒子群算法优化后在目标频段单振子、双振子、四振子元胞的减振降噪效率分别可达到26.3%、29.8%、29.1%。研究结果可为水下航行器低频振动以及噪声的控制提供参考。

摘要： 模态耦合是微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)陀螺仪的主要误差来源,针对这个问题,首先从建立陀螺的两自由度动力学模型入手,研究非理想模态耦合条件下的参数激励方法。然后,将多尺度法、龙格-库塔法(Runge-Kutta methods)和牛顿迭代法(Newton-Raphson method)等综合分析方法应用于该模型,表征模态耦合对参数驱动的影响。最终的仿真结果表明,通过适当调节参数激励的强度可以有效地放大两个模态的振动振幅,特别是当参数激励进入不稳定区域时效果更明显。而耦合项会引起微陀螺模态之间的能量传递,产生的影响是响应振幅会被修正,并且刚度耦合可以提升不稳定区的阈值,改变共振频率。这些结论有助于设计者改进和提高MEMS陀螺仪的设计及性能。

摘要： 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。

摘要： 基于ANSYS的二次开发技术,首先利用APDL语言提出一种具有广泛适用性的轮轨耦合相互作用计算方法。在该计算方法中,车辆部分基于多体动力学理论建模,并通过APDL语言编程到ANSYS中,再根据有限元理论对轨道部分进行仿真,充分考虑轮轨非线性接触,车辆系统和轨道系统分别采用显式积分和隐式积分求解。然后,通过与文献中采用交叉迭代算法计算得到的车辆-轨道垂向耦合系统动力响应对比,验证模型和计算方法的正确性。最后,以高速列车-CRTSⅡ型板式无砟轨道为例,利用该方法分析扣件失效数量对耦合系统动力响应的影响。研究结果表明:单个扣件失效对车辆系统的动力响应影响有限,对于钢轨的动力响应影响较大;扣件失效数量的增加会显著增大车轨系统的动力响应,加剧轮轨的磨耗和相邻钢轨扣件的失效。提出的计算方法可以对不同型式的轨道结构和轨下基础进行分析,对于轮轨耦合动力特性的研究具有很好的适用性。

摘要： 受外界环境中的电磁等因素的影响,机械设备的有效静电信号往往被噪声淹没,使其故障特征难以提取。针对这一问题,提出一种基于变分模态分解的静电监测信号的去噪方法。首先,通过迭代计算出变分模态分解的最优解;然后,通过得出的最优解对静电监测信号进行重构;最后,对选取的分量进行故障特征提取并进行去噪得到变分模态方法去噪后的信号。通过仿真分析和实验验证将此方法与小波去噪、集合经验模态分解进行对比。分析结果表明,该方法能够有效地提取滚动轴承的故障特征并进行去噪处理。

摘要： 基于弹性圆柱壳理论,建立柔性齿轮副等效简化模型。首先采用具有时变刚度的弹簧模拟齿轮交替啮合过程,其中时变啮合刚度通过解析模型得到;同时采用径向和切向支撑弹簧模拟轴和轴承的柔性。接着根据能量原理,推导柔性齿轮副系统的动能、应变能、啮合弹簧势能以及支撑弹簧势能。随后基于微分求积有限法(DQFEM)对能量表达式进行离散,分别使用拉格朗日方程和Newmark迭代来求解柔性齿轮副模型的模态和动态响应。通过收敛性分析,研究模型的数值稳定性,再与ANSYS的有限元模型进行模态特性的对比,验证模型的正确性。然后分析柔性齿轮副模型的固有频率随转速的变化规律,并给出齿轮啮合模型自然频率的坎贝尔图。最后,通过与基于齿轮体刚性假设的扭振模型进行对比,从时域和频域两方面阐述齿轮柔性对系统动力学特性带来的影响。

摘要： 针对磁浮列车辅助变流器的外转子风机轴承短期内失效问题,首先开展风机装车线路运行和台架安装变频运行的振动测试和频响测试,结合外转子风机双质量振子系统的分析,揭示风机轴承过度磨损故障的原因为耦合共振,耦合共振是由风机4倍电磁激振力波及4倍电流谐波激励与其定转子同向运动轴向振动模态产生的。然后提出基于故障振动形态和实测载荷谱归纳方法的故障复现试验方案,并在振动台上成功复现故障。最后给出调整波形弹片的刚度、优化辅助变流器电源谐波电流和适当提高风机转速的整改方案。研究成果可为类似结构的故障定位、分析和复现提供理论指导。

摘要： 压缩机的噪声辐射是通过壳体的振动辐射出去,为了降低压缩机的噪声,并进一步优化壳体的声学特性,利用数值模拟方法,在合理简化模型的基础上,进行了壳体模态分析。然后,研究不同的参数(泵体支撑方式, 集中力作用方向,壳体形状、厚度和阻尼)对壳体噪声辐射的影响,给出有效降低壳体噪声辐射的方法,其分析结果给压缩机壳体的设计与优化提供重要的参考依据。

摘要： 压缩机的噪声辐射是通过壳体的振动辐射出去,为了降低压缩机的噪声,并进一步优化壳体的声学特性,利用数值模拟方法,在合理简化模型的基础上,进行了壳体模态分析。然后,研究不同的参数(泵体支撑方式, 集中力作用方向,壳体形状、厚度和阻尼)对壳体噪声辐射的影响,给出有效降低壳体噪声辐射的方法,其分析结果给压缩机壳体的设计与优化提供重要的参考依据。

摘要： 压缩机的噪声辐射是通过壳体的振动辐射出去,为了降低压缩机的噪声,并进一步优化壳体的声学特性,利用数值模拟方法,在合理简化模型的基础上,进行了壳体模态分析。然后,研究不同的参数(泵体支撑方式, 集中力作用方向,壳体形状、厚度和阻尼)对壳体噪声辐射的影响,给出有效降低壳体噪声辐射的方法,其分析结果给压缩机壳体的设计与优化提供重要的参考依据。

摘要： 压缩机的噪声辐射是通过壳体的振动辐射出去,为了降低压缩机的噪声,并进一步优化壳体的声学特性,利用数值模拟方法,在合理简化模型的基础上,进行了壳体模态分析。然后,研究不同的参数(泵体支撑方式, 集中力作用方向,壳体形状、厚度和阻尼)对壳体噪声辐射的影响,给出有效降低壳体噪声辐射的方法,其分析结果给压缩机壳体的设计与优化提供重要的参考依据。

摘要： 压缩机的噪声辐射是通过壳体的振动辐射出去,为了降低压缩机的噪声,并进一步优化壳体的声学特性,利用数值模拟方法,在合理简化模型的基础上,进行了壳体模态分析。然后,研究不同的参数(泵体支撑方式, 集中力作用方向,壳体形状、厚度和阻尼)对壳体噪声辐射的影响,给出有效降低壳体噪声辐射的方法,其分析结果给压缩机壳体的设计与优化提供重要的参考依据。

摘要： 以4120SG柴油机为研究对象,提出基于激光测振的表面振动法测量柴油机辐射噪声。重点讨论了结构辐射系数的确定及其影响因素,提出了不同结构部件计算辐射系数的方法。利用表面振动法计算了柴油机主要部件的声功率,识别了主要噪声源。通过与噪声测量结果的对比,验证了方法的准确性。

摘要： 以4120SG柴油机为研究对象,提出基于激光测振的表面振动法测量柴油机辐射噪声。重点讨论了结构辐射系数的确定及其影响因素,提出了不同结构部件计算辐射系数的方法。利用表面振动法计算了柴油机主要部件的声功率,识别了主要噪声源。通过与噪声测量结果的对比,验证了方法的准确性。

摘要： 以4120SG柴油机为研究对象,提出基于激光测振的表面振动法测量柴油机辐射噪声。重点讨论了结构辐射系数的确定及其影响因素,提出了不同结构部件计算辐射系数的方法。利用表面振动法计算了柴油机主要部件的声功率,识别了主要噪声源。通过与噪声测量结果的对比,验证了方法的准确性。

摘要： 介绍工作模态法( PolyMax方法)进行动力总成工作模态分析的优点,并模拟整车工作情况下对动力总成的模态参数进行识别,得到动力总成的各阶刚体模态,通过实验识别模态和理论计算模态的对比,说明采用工作模态法能够较准确地识别出动力总成的实际刚体模态。

摘要： 介绍工作模态法( PolyMax方法)进行动力总成工作模态分析的优点,并模拟整车工作情况下对动力总成的模态参数进行识别,得到动力总成的各阶刚体模态,通过实验识别模态和理论计算模态的对比,说明采用工作模态法能够较准确地识别出动力总成的实际刚体模态。

摘要： 本发明提供一种振动波驱动装置，该振动波驱动装置包括：固定在弹性体上，并且具有包括沿着同一方向极化的多个电极区的电-机械能变换元件，通过给电-机械能变换元件供给交变信号，在弹性体的表面发生由多个驻波的合成产生的行波的振动体；以及接触振动体，由行波进行驱动的移动体；其特征在于在电-机械能变换元件的多个电极区上连接多个布线构件，上述多个布线构件中为了发生相同相位的驻波而使用的布线构件隔着相同相位的驻波波长的整数倍的间隔而配置。

摘要： 振动波马达和包括振动波马达的透镜驱动设备。振动波马达包括：振子；摩擦构件；以及加压构件，其被构造为对振子和摩擦构件加压而使振子和摩擦构件彼此接触。振子和摩擦构件通过产生于振子的振动而在正交于加压构件的加压方向的方向上相对移动，振子和摩擦构件被构造为相对于固定构件平行于加压方向地移动，振动波马达还包括至少一个第一限制部和至少一个第二限制部，其中至少一个第一限制部限制摩擦构件在加压方向上能够移动的量，至少一个第二限制部限制振子在加压方向上能够移动的量，使得摩擦构件在加压方向上能够移动的量小于振子在加压方向上能够移动的量。

摘要： 振动波马达和使用振动波马达的驱动装置。所提供的振动波马达包括：第一保持构件；第二保持构件；第一限制区域；以及第二限制区域，其中，第一保持构件的与第一限制区域接触的第一接触区域的位置与第二保持构件的与第二限制区域接触的第二接触区域的位置不同，并且，在相对移动方向上，第一限制区域的位置与第二限制区域的位置不同，使得在相对移动方向上，从第一接触区域到第一限制区域的距离与从第二接触区域到第二限制区域的距离之间的差异小于第一接触区域的位置与第二接触区域的位置之间的差异。

摘要： 振动波马达和使用振动波马达的电子设备。所提供的是振动波马达，其包括：振动体；摩擦构件；加压构件，其被构造为朝向所述摩擦构件对所述振动体加压；基座构件，其被构造为固定所述摩擦构件；以及衰减构件，其被构造为使振动衰减，其中，所述振动体和所述摩擦构件被构造为彼此相对移动，所述摩擦构件包括：第一表面，其具有被保持为与所述振动体抵靠的第一区域；和第二表面，其为所述第一表面的背面，并且具有被保持为与所述基座构件抵靠的第二区域，所述第一表面和所述第二表面中的至少一者具有被保持为与所述衰减构件接触的第三区域，并且所述第一区域和所述第三区域在所述加压构件的加压方向上的位置彼此不同。

摘要： 本发明公开了振动波致动器、成像装置和使用振动波致动器的台装置。振动波致动器具有包括弹性构件和机电能量换能器的振动构件以及与振动构件接触的接触构件，接触构件和振动构件相对于彼此移动。振动波致动器包括：被检测部分，被配置成与接触构件一起相对于振动构件移动；和检测单元，被配置成与振动构件一起相对于接触构件移动以检测被检测部分的位移信息或位置信息。振动构件具有在与相对移动的方向相交的方向上并排设置的两个突起部。接触构件与两个突起部接触。当从相对移动的方向看时，检测单元和被检测部分位于接触构件和振动构件之间。

摘要： 本发明公开了一种振动波微纳电容传感器，包括外壳，外壳包括上半壳和下半壳，上半壳和下半壳之间固定设置有隔离薄膜；隔离薄膜与上半壳构成第一腔室，所述的隔离薄膜与下半壳构成第二腔室，所述的第一腔室和第二腔室体积相等；隔离薄膜的上壁镀有第一金属膜，上半壳的内壁镀有上金属膜，第一腔室中充有第一气体作为电介质，构成第一电容；隔离薄膜的下壁镀有第二金属膜，下半壳的内壁镀有下金属膜，第二腔室中充有第二气体作为电介质，构成第二电容。本发明提供一种振动波微纳电容传感器，能够灵敏的反映流体管道振动波特性，并提供一种流体管道振动波监测阵列系统，利用监测阵列全面监测流体管道的振动波，反映流体管道中的奇点。

摘要： 振动波驱动装置(25)包括：环形压电元件(20)，包括压电材料(1)和被提供成夹住压电材料(1)的多个电极，该环形压电元件被配置为由波长为λ的行进波振动；及馈电构件(8)，至少包括用于向元件(20)供给电力的电气配线(8a)，该馈电构件(8)在元件(20)的第一表面上提供。元件(20)包括至少两个驱动区域(15，16)以及布置在至少两个驱动区域当中两个之间并且具有nλ/4的平均环形长度的非驱动区域(17)，其中n是奇数。在第一表面上提供的至少一个电极跨区域(15，16)和区域(17)布置，并且只在区域(17)中电连接到馈电构件(8)。

摘要： 本发明提供一种振动波驱动装置，该振动波驱动装置包括：固定在弹性体上，并且具有包括沿着同一方向极化的多个电极区的电－机械能变换元件，通过给电－机械能变换元件供给交变信号，在弹性体的表面发生由多个驻波的合成产生的行波的振动体；以及接触振动体，由行波进行驱动的移动体；其特征在于在电－机械能变换元件的多个电极区上连接多个布线构件，上述多个布线构件中为了发生相同相位的驻波而使用的布线构件隔着相同相位的驻波波长的整数倍的间隔而配置。

摘要： 振动波马达和使用振动波马达的电子设备。所提供的是振动波马达，其包括：振动体；摩擦构件；加压构件，其被构造为朝向所述摩擦构件对所述振动体加压；基座构件，其被构造为固定所述摩擦构件；以及衰减构件，其被构造为使振动衰减，其中，所述振动体和所述摩擦构件被构造为彼此相对移动，所述摩擦构件包括：第一表面，其具有被保持为与所述振动体抵靠的第一区域；和第二表面，其为所述第一表面的背面，并且具有被保持为与所述基座构件抵靠的第二区域，所述第一表面和所述第二表面中的至少一者具有被保持为与所述衰减构件接触的第三区域，并且所述第一区域和所述第三区域在所述加压构件的加压方向上的位置彼此不同。

摘要： 本发明公开了一种振动波微纳电容传感器，包括外壳，外壳包括上半壳和下半壳，上半壳和下半壳之间固定设置有隔离薄膜；隔离薄膜与上半壳构成第一腔室，所述的隔离薄膜与下半壳构成第二腔室，所述的第一腔室和第二腔室体积相等；隔离薄膜的上壁镀有第一金属膜，上半壳的内壁镀有上金属膜，第一腔室中充有第一气体作为电介质，构成第一电容；隔离薄膜的下壁镀有第二金属膜，下半壳的内壁镀有下金属膜，第二腔室中充有第二气体作为电介质，构成第二电容。本发明提供一种振动波微纳电容传感器，能够灵敏的反映流体管道振动波特性，并提供一种流体管道振动波监测阵列，利用监测阵列全面监测流体管道的振动波，反映流体管道中的奇点。