隔振技术在地铁上盖建筑结构中的应用

地铁运营过程中引发的环境振动会对周边建筑物的日常使用产生严重影响。为有效减小地铁运行引起的上盖建筑物及地面振动,探索有效的隔振技术阻断振源传播十分必要。文章结合工程实例,系统分析了地铁上盖建筑物的振动传播规律,从隔振支座安装、质量监督等几个关键环节出发,对地铁上盖结构进行了隔震设计。并基于ETABS有限元软件,建立隔震与非隔震结构模型对两种模型进行结构动力分析。实验证明,通过隔振技术可有效降低楼层振动峰值加速度和速度。     

舰船舱筏和上层建筑隔振系统实验研究

针对舰船舱筏和上层建筑隔振系统进行了仿真分析和实验研究,分别研究了实验模型的固有特性和隔振系统振动传递率特性。结果表明:舱筏隔振系统和上层建筑整体隔振系统的一阶固有频率实验和仿真结果误差分别为1.2%和2.2%;舱筏隔振系统的振级落差实验测试结果比仿真结果低2~5 d B,上层建筑整体隔振系统的振级落差实验测试结果比仿真结果高3~5 d B,但仿真结果和实验结果的趋势都基本一致。     

新型磁流变智能隔振系统实验研究

针对新型磁流变弹性体智能隔振系统进行了仿真分析和实验研究,研究了隔振系统的隔振力学特性和磁致动态力学特性,探讨影响其动态特性的主要因素及作用规律。搭建振动实验平台,测试磁流变智能隔振器的固有振动特性及磁致隔振力学特性;基于MTS实验平台,测试智能隔振器的幅值相关、频率相关及电流相关的磁致动态力学特性,并开展基于BP神经网络的动力学建模研究。结果表明:磁流变智能隔振系统的磁致移频范围可达20%,其隔振效果最高可达49.6%;在动态激励下,磁流变智能隔振系统表现出变刚度、变阻尼的动力学特性,建立的动力学数值模型可较好地描述其磁致力学特性。可为新型智能隔振系统实验测试、数据处理与分析、设计制造一体化技术等方面提供本科教学和大学生科研创新训练素材,较好地拓宽实践教学范围。     

汽车悬架隔振性能与混沌特征关系的实验分析

根据汽车隔振基本原理,提出了悬架振动的混沌描述问题.采用汽车制动悬架隔振效率实验台获取了实验汽车前、后悬架的振动曲线,计算了系统参数如一阶固有频率和阻尼比,并计算了混沌参数如最小嵌入相空间维数和关联维,获得了汽车悬架的隔振性能、混沌参数与系统参数三者之间的对应关系.研究结果表明:对于吉普车型,可采用最小嵌入相空间维数Mmin评价前悬架隔振性能的变化,Mmin值越小,隔振性能趋差,对应于前悬架的刚度和阻尼值越小;对于不同车型,可采用关联维D2区分吉普车型或轿车型的悬架,吉普车型的D2值高于轿车型.     

船舶辅机双层隔振教学系统开发设计

利用Matlab GUI平台开发了船舶辅机双层隔振系统,计算分析了某型柴油机双层隔振系统的振动特性。该系统用于轮机工程专业的专业综合实训教学环节。教学实践结果表明:该教学系统界面简介、操作简便、交互性强,隔振系统仿真结果通过图表的形式描述其隔振性能,在很大程度上提高了课堂教学效果,加深了学生理解分析能力。     

柴油机半主动隔振系统

针对辅机双层隔振系统,采用基于磁流变阻尼器的半主动控制技术研究了其振动传递特性。结果表明:基于磁流变阻尼技术的半主动双层隔振系统的隔振效果要明显优于传统的双层被动隔振系统;采用同一种控制策略,磁流变阻尼器放置在上层时系统的隔振效果较好,传递力降低30%以上;采用半主动相对控制时双层辅机隔振系统的隔振效果要比半主动开关控制要好,系统传递力在上层采用相对控制策略比采用开关控制策略降低27%,系统传递力在下层采用相对控制策略比采用开关控制策略时降低28%。     

硬式光滑非线性振动系统隔振模型仿真分析

将电磁振动给料机及摩擦摆等工程方面的硬式光滑非线性振动系统引入到汽车的隔振系统中,依据隔振和硬式光滑非线性系统的基本模型,推导计算相关动力学方程,得到受迫振动条件下相应的幅频响应关系式。分析得知,通过减小阻尼比,降低弹簧静形变,并在一定范围内增大非线性恢复力的三次项系数,可明显降低振动幅值,增强隔振效果。同时通过Matlab软件,仿真得到系统的幅频响应特性曲线。对比仿真表明,硬式光滑非线性振动系统的有效设计可提高车辆交通工具的舒适性、稳定性,这样的设计有一定的工程参考价值。     

基于神经网络—遗传算法的双层隔振系统复合振动控制

针对实际应用中双层隔振系统参数时变,不易建模的特性,提出了将遗传算法及神经网络应用于双层隔振系统的复合振动控制策略。该方法利用遗传算法在线计算作用于隔振系统上的控制力,利用神经网络模拟隔振系统的动力特性,代替隔振系统进行动力分析,该系统充分发挥了遗传算法及神经网络各自的优点。其中,遗传算法采用与单纯形相结合的混合遗传算法,结合了遗传算法良好的全局收敛性和单纯形算法的优秀的局部搜索能力,提高了搜索速度与精度,神经网络采用了一种学习速率可自适应调整的BP算法,提高了神经网络的收敛速度。仿真结果表明了该方法的有效性。     

船舶辅机隔振实验平台开发

结合科研设计实现了一种船舶辅机隔振实验平台,该平台主要由单层隔振系统、浮筏隔振系统和动力吸振系统组成。平台功能全,具有较强的综合性和开放性,既可满足本科生实验教学的要求,还可以为大学生创新设计训练计划、研究生培养等提供研究平台。对实验平台进行了测试分析。结果表明:该平台性能良好,能够满足实验教学要求,强化了对学生动手能力的培养,体现了实验教学与课堂教学的结合。     

基于SD振子的弹簧支撑模型隔振特性实验研究

建立支撑系统的力学模型,在对其运动微分方程进行动力学仿真计算基础上设计制作与力学模型相对应的实验装置,确定实验装置的力学参数,制订可行的实验方案;应用数学分析和实验分析相结合的方法对支撑系统在一定频率范围和不同激励幅值下的隔振特性进行了初步探究,发现系统存在较好的隔振效果,为此类支撑系统应用到工程实际提供一定的理论依据和实验验证。     

钢弹簧地铁浮置隔振装置的力学模型分析

对地铁浮置隔振装置建立了力学模型,并利用有限元分析软件对模型进行了力学分析,证实了浮置板轨道结构良好的隔振性,从而得出了浮置隔振装置在轨道上的最佳分布方案。     

船舶结构振动开放性教学实验

围绕船舶总体振动的特点，研究开发了船舶振动的模态特性和浮筏减振特性的开放设计性教学实验，了解船体振动模态与船舶装载的关系，以及船上浮伐系统的惯性、刚度和阻尼对减振效果的影响，使得船舶与海洋工程专业的本科生能够通过开放性实验，加强学生对船舶总体振动特性的理解，提高分析问题和创新能力。     

汽车发动机的隔振研究

汽车振动是影响舒适性的主要因素之一,如何采用有效的技术手段测量分析汽车的振动,日益受到人们重视。采用LMS多分析系统,测试分析发动机振动随发动机转速变化的关系。结果发现,发动机二阶振动是引起车内噪声的主要原因。通过测试悬置系统隔振性能,为进一步提高系统隔振性能提供依据。     

Dynamics of installation way for the actuator of a two-stage active vibration-isolator

We investigated the behaviors of an active control system of two-stage vibration isolation with the actuator installed in parallel with either the upper passive mount or the lower passive isolation mount. We revealed the relationships between the active control force of the actuator and the parameters of the passive isolators by studying the dynamics of two-stage active vibration isolation for the actuator at the foregoing two positions in turn. With the actuator installed beside the upper mount, a small active force can achieve a very good isolating effect when the frequency of the stimulating force is much larger than the natural frequency of the upper mount; a larger active force is required in the low-frequency domain; and the active force equals the stimulating force when the upper mount works within the resonance region, suggesting an approach to reducing wobble and ensuring desirable installation accuracy by increasing the upper-mount stiffness. In either the low or the high frequency region far away from the resonance region, the active force is smaller when the actuator is beside the lower mount than beside the upper mount.     

摩托车车架的振动特性分析与研究

课题基于UG软件对某两轮摩托车车架进行了几何建模,并经适当简化导入ANSYS软件进行自由振动(free vibration)分析与调和振动(harmonic vibration)分析。根据分析结果可以看出受迫振动的振幅表现与自然频率的共振现象,产生明显大振幅的低频率为20 Hz和50 Hz,此频率可视为路况所产生的频率,调和振动分析的共振与自由振动相吻合。比较车架不同位置,把手是最容易被振动的部位。     

土与结构动力相互作用隔震体系的MB计算方法

采用刚性地基假定是目前结构控制研究的基本条件,此假定忽略了土与结构相互作用效应的影响。但由于土与结构相互作用效应对结构振动特性有一定的影响,进而影响结构控制的效果,因此有必要研究土与结构动力相互作用的简化计算方法。基于上述原因,进行了线性体系土与结构相互作用效应对隔震体系的MB计算方法的研究。     

基于虚拟仪器的测试技术实验教学系统建立

为了让学生对测试系统有全面的认识并具有一定的综合测试能力,搭建了基于虚拟仪器的综合实验教学系统。采用传感器系统实验仪构成动态振动测试单元,并用计算机数据采集系统对信号采集,在虚拟仪器平台上对采集信号进行分析、处理和结果输出。通过LabVIEW编程,实现周期信号的合成和分解,使学生理解傅里叶系数的物理意义和频谱的概念、特征。     

基于LabVIEW的风力机叶片振动特性与控制实验系统

针对高校新能源、电气和自控专业学生普遍缺乏针对风力机叶片振动控制的实践环节,提出了基于LabVIEW的风力机叶片振动特性与控制仿真实验设计方案,该方案利用LabVIEW搭建了风力机叶片的经典颤振模型,建立叶片振动特性与控制仿真实验系统。整个仿真实验系统,可在多种典型风速场景下进行叶片振动特性实验,同时,可自行设计控制参数,进行叶片PID振动控制和自适应振动控制的仿真。通过直观的虚拟仿真交互系统,有效克服了场地和设备带来的时间、空间上的局限,促进学生对于风力机叶片振动特性的了解,增强了叶片振动控制设计的实践能力。     

工程结构振动控制技术与发展

随着社会的发展,人们对建筑结构的性能提出了更高的要求,如发射塔的抗震要求、高层建筑中居住者的舒适感和抗震安全性的要求等。这些实际需求促进了对建筑结构控制的研究,其中,结构振动控制已成为目前结构工程学科中的一个十分活跃的研究领域。     

载重绳索参数激励横向振动的减振策略

论述了一种抑制载重绳索参数激励横向振动的简便方法. 假设绳索底端的质量受到一个垂直简谐激励并忽略载重绳索高阶振型的影响, 载重绳索的运动方程可以用一个带有立方非线性项的Mathieu方程来描述. 根据Mathieu方程的有关理论, 在载重绳索系统中, 当索端质量垂直振动的频率接近绳索横向振动固有频率2倍时, 一旦索端质量垂直振动的幅度超过某个临界数值时, 绳索将产生参数共振. 为了避免这种现象, 建议在索端质量上加装一个减振器以削减索端质量的垂直振动, 进而抑制绳索的横向振动. 实验验证了该减振方案的有效性.