固体火箭发动机振动试验夹具优化分析与研究

通过相同激励条件下对三种典型振动试验夹具进行宽频段随机振动试验分析,发现夹具在试验频段内出现不同程度的共振现象,过试验现象严重。通过三种典型振动试验夹具质量、一阶固有频率、位移变化量及应变变化量等数据对比、分析,得出影响振动试验夹具振动传递特性的主要因素,以影响因素为优化变量,以典型部位平均响应与输入的振动传递比为优化目标,进行拓扑优化设计,最终经过夹具振动试验验证,过试验情况得到有效控制,满足相关规范要求,为固体火箭发动机振动试验控制提供保障。     

32级模块化Marx发生器机芯模态分析

模态分析可以获得结构的动特性参数。对32级模块化Marx发生器机芯进行了力学特性仿真分析和模态试验,用以评估Marx发生器的力学环境适应性。首先,建立了模块化Marx机芯的有限元模型,获得了初步振型;其次,在自由边界条件下分别开展了Marx机芯整体模态试验、局部模态试验和传递特性试验,得到了整体和局部结构的模态参数。研究表明,模块化Marx机芯在23.58 Hz处出现整体一阶扭转;机芯局部结构固有频率较高;机芯在x,y,z三个方向的振动传递率的范围分别为5～15,6～10和10～35,为后续工程中Marx发生器机芯的针对性设计提供了参考。     

固体火箭发动机振动试验过试验分析与控制

针对固体火箭发动机振动试验过程中出现局部过试验情况影响振动试验质量以及由于响应测点分布的局限性导致试验周期延长等问题,采用有限元技术与实际试验方法相结合,构建振动力源、试验夹具和固体火箭发动机一体化有限元模型。应用此模型进行振动试验系统动态力传递特性研究,找出振动力源、试验夹具和发动机之间动态力传递规律,选择合适的控制点与控制策略,改善振动试验局部过试验问题,提高振动试验质量,缩短试验周期。     

夹具动力学效应的工程分析

振动夹具附加约束的客观存在，使得在研究振动试验模拟的有效性时必须充分考虑夹具附加约束的动力学效应。通过边界的动力学设计，可以使得改变了边界的试验系统能够满足给定的动力学特性要求，但这种分析的工程应用需要依靠复杂的工程与工具。文中提出了利用二自由度模型评估夹具动力学效应的工程方法，并通过数字模拟进行了方法的验证。     

夹具动态特性对随机振动试验的影响分析

在振动环境试验中，夹具将振动台的运动和能量传递给试件。对于体积、质量比较大的试件，或者要求的边界条件比较复杂的试件，所设计的夹具结构一般都比较复杂，夹具作为一个重要参试部件，其自身的动力学特性将对试验结果造成一定的影响。本文将试件一夹具一振动台系统简化成如图1所示的三自由度系统，     

基于PANDA平台的光机部件随机振动响应分析

基于PANDA自主并行计算平台，采用模态叠加法开展了多点基础激励作用下的随机振动响应分析算法设计和并行实现研究，构建了相应的并行求解模块。针对光机装置打靶样机中的六自由度平台结构，基于自主研发的软件模块，分析了该结构的模态特性及结构在地脉动载荷下的微振动响应，并与试验结果及商业软件分析结果进行了比对，在模态频率、振型和位移响应方面，都具有较好的一致性，验证了相关软件模块的正确性和PANDA平台在实际工程结构分析中的可用性。     

CZ14型压电加速度传感器动态仿真及机电耦合分析

目前，在进行压电加速度传感器的设计时，多数仍是利用简化的力学公式进行粗略计算，然后通过试验修正参数，即产品的最终定型以试验数据为依据。这种公式加多次试制验证的设计方法，使产品开发周期较长，产品的质量也难以提高。而利用CAD／CAE技术，则可以对传感器的结构进行精确的参数化设计，对应力场的分布状况和变形状态、压电材料所具有的力学变形和电场的耦合机电效应作较全面的了解，为传感器的设计提供可靠、有效的手段。基于有限元方法对CZ14型压电加速度传感器动态特性进行了数值分析，包括模态分析、谐响应分析，同时考虑压电材料的耦合效应，考察传感器结构的合理性，预估结构参数对传感器动态特性的影响，从而用以指导和改进传感器的结构设计。     

组合圆筒装配结构模糊优化设计方法

组合圆筒装配结构由多层圆筒结构以及层间填充的弹性垫层构成，通过拧紧连接螺栓压缩层间弹性垫层提供箍紧力实现箍紧。组合圆筒装配结构设计就是选取最佳弹性垫层厚度组合，在满足结构设计要求前提下使结构处于最佳状态。     

结构振动模态和声辐射模态之间的对应关系及其应用

声辐射模态和结构振动模态之间的内在关系一直缺乏有效的证明。该文证明并揭示了结构振动模态和声辐射模态之间的对应关系,而且对该关系的有效性和实用性进行了验证。首先从声辐射模态和振动模态的概念出发,利用结构振速的模态叠加特性,建立了两种模态之间的联系方程式；在此基础上根据各种模态形状的对称或反对称性推导出两种模态之间的对应关系；然后对其进行了数值仿真验证。研究表明：对于简支矩形平板而言,在低频范围内,奇-奇振动模态对应的主导声辐射模态是第1阶；偶-奇模态对应第2阶；奇-偶模态对应第3阶；偶-偶模态对应第4阶。最后将这种对应关系应用于结构声辐射有源控制中,通过对主导声辐射模态进行抵消,取得了很好的控制效果。     

模式转换型超声塑焊振动系统的设计

基于弯曲振动理论和耦合振动理论,设计了一种新型大尺寸筒形超声塑焊振动系统。该振动系统由纵向振动换能器及变幅杆、弯曲振动金属圆盘和耦合振动圆筒四部分组成。换能器和变幅杆的纵向振动驱动圆盘的二次弯曲模式振动,圆盘的二次弯曲模式振动激励圆筒的纵向模式振动,实现了工具头在较高频率下谐振。实验结果表明,振动系统的测试频率与计算频率比较符合,在大信号下测试的纵-弯-纵振动模式转换效果很好。研究结果为高频大尺寸超声焊接系统的设计提供了思路。      

含约束阻尼层的多层仪表板随机振动特性数值分析

在模态实验分析的基础上，建立一个五层仪表板的有限元模型，研究了其非线性振动特性，并通过随机振动试验验证了计算分析结果。     

光学仪器 跟踪、瞄准、光电对抗设备

TH745 2005021549 光电设备振动夹具的设计探析=Design and analysis of vi- bration tong for EO equipments[刊,中]／安长暖(东北电子 技术研究所．辽宁,锦州(121000)),赵洪阳…//光电技术 应用．-2004,19(6)．-50-54 夹具在光电设备的振动试验中起着关键性的作用,决 定着振动试验的效果。运用牛顿定律及微积分对振动夹 具的力学传递性进行了推算,结合实际试验中的经验进一     

空间遥感器调焦机构组件动特性分析

为了研究某种空间遥感器调焦机构组件的动特性,对其进行了锤击法模态试验。通过采用有限元分析软件MSC/NASTRAN对空间遥感器调焦机构组件进行模态分析,得到了空间遥感器调焦机构组件的低阶固有振动频率和主振型。对空间遥感器调焦机构组件试验模态与计算模态进行了对比,并进行了相关性分析和评估。通过空间遥感器调焦机构组件试验模态与计算模态的对比可知:前四阶的固有频率相对误差均在5%以内;模态置信准则判据(MAC)的值均在0.95左右;模态贡献因子(MPF)的值均在0.9左右。说明空间遥感器调焦机构组件计算模态与试验模态具有比较好的相关性,有限元模型比较准确地反映了实际的空间遥感器调焦机构组件的动特性,并为空间遥感器调焦机构的进一步设计提供了依据。     

一种新型的圆筒非接触超声马达

提出了一种新型的圆筒非接触超声马达．该马达主要工作在驻波状态下,且仅需单路信号激励。文中给出了马达定子的振动解析,并依此设计定子。当马达稳定转动时,采用激光测振仪测得了马达定子的振动模态。实验表明,单路信号激励下同样可以实现非接触驱动。此外还采用高速摄像机拍摄了马达的起动特性。     

YBCO高温超导材料的动态模量

本利用动态激光散斑测振技术测量超小型物体振动特性的实验系统，研究了１２３ＹＢ－ＣＯ温超导体的动态力学性能，运用谱分析仪和时间域分析方法了动态响应信号，识别出了超导体梁的前五阶频率和模态，并根据基频计算了材料的动态模量，为小尺寸脆性功能材料的力学性能测试提供了一种有效的实验方法。     

含周期性空腔结构吸声机理的研究*

首先建立并验证了含轴对称空腔周期性结构吸声特性计算的简化有限元仿真方法。在水下环境,用简化的有限元模型结合遗传算法对含周期性圆柱空腔结构的吸声性能进行了优化设计。从能量耗散、变形和模态的角度分析了含周期性空腔结构的吸声机理。空腔结构谐振包括表层的弯曲振动和空腔附近粒子的径向运动,且径向运动随吸声结构厚度方向也是变化的。相对低频区主要激起表层振动模态,高频区激起径向运动模态,且径向振动对声学性能影响很大,其更有利于促进纵波转化为能量更易消散的横波。     

疏水表面振动液滴模态演化与流场结构的数值模拟

为了研究疏水表面垂直振动液滴的运动规律,本文建立了振动液滴的三维模型,考虑了振动液滴的动态接触角变化过程,通过流体体积函数和连续表面张力(volume of fluid-continue surface force, VOF-CSF)方法实现了液滴受迫振动的数值模拟,得到了液滴的四种模态(2, 4, 6和8)动态演化过程、内部流场结构以及动态接触角的变化规律.随着振动加速度的改变,液滴可表现出丰富的模态,而具体模态依赖于振动加速度的频率变化.以此为基础,本文对液滴的内部流场结构做了进一步的分析.在模态2和模态4时,液滴内部流动从底部向上产生"Y"型流动,而在模态6和模态8时呈现对称的涡流动.且共振模态阶数越高,液滴内部速度平均值越大.液滴振动时的动态接触角明显偏离静态接触角,表明液滴振动模型有必要考虑动态接触角.模拟结果与文献中的实验结果做了对比,结果符合良好.     

考虑弯曲和轴向振动模态的一维梁压电阻抗模型及试验研究

同时考虑一维梁结构的弯曲和轴向振动,对其压电阻抗模型进行建模分析和试验验证。在0.02～42 kHz频段内区分并标记了一维钢梁弯曲振动模态前18阶及轴向振动模态前3阶。结果表明:在0.02～7.5kHz频段内,数值计算和试验结果中谐振峰对应频率的相对误差较大:11.7%～16.5%,其原因可能是低频时振动能量较低且波的传播受结构阻尼、边界条件及环境噪音等因素影响较为明显;在7.5～42kHz范围内,两者谐振峰位置符合良好,相对误差较小:0.11%～2.31%,表明该模型在高频段具有较好的适用性;轴向振动模态对应频率大于弯曲振动模态。本研究为结构健康监测过程中检测频段的选取及损伤信息的提取提供参考。     

振动式微机械陀螺动态特性光学测试

针对振动式微机械陀螺的设计过程中对微振子动态特性的精确评价问题,提出一种测量微振子动态特性的光学方法。该方法利用高速摄像机获取陀螺微振子在振动时的时间序列图像,然后采用数字图像相关技术对序列图像进行相关计算,以获得微振子在大气中振动的位移、速度和加速度曲线,并由此计算微振子的固有频率和品质因数。该方法对位移的分辨力在亚微米量级,具有较高的测量精度。对文中被测陀螺驱动模态的固有频率测量结果为2061.67 Hz,大气压下的品质因数测量结果为66.67。提出的方法可为微陀螺动态特性的测量提供一种精确、有效的途径。     

离轴四反光谱成像仪的动态特性分析

叙述了对离轴四反光谱成像仪进行动态特性分析的重要性。介绍了离轴四反光谱成像仪的光学系统和结构组成。简述了动态特性分析的基础理论,描述了离轴四反光谱成像仪的实体及有限元模型。给出了离轴四反光谱成像仪的动态特性分析模态频率数据,结果表明其基频为624.9Hz,满足设计要求。