DYZT-10A型电液振动台的研制

电液振动台是航空工业科研生产中所急需的振动试验设备之一。由于它具有能直接承受较大的负载、台面上没有漏磁、推力大、频率较高、坚固耐用、操作方便等优点,最适合用于飞机等结构件的振动和疲劳试验。我们所研制的DYZT-10A型电液振动台经鉴定认为在技术上有所创新,达到国外同类产品的技术水平,在国内处于领先地位,并获得航空工业部一九八一年度科技成果二等奖。本文较全面地介绍了该研制产品的结构、原理及主要技术问题,对于电液振动台的设计、研制及使用者,均可借鉴。     

航空发动机涡轮叶片高温振动疲劳试验的新方法

提出了航空发动机涡轮叶片高温(90 0℃)下振动疲劳试验的一种新方法。该方法对叶片采用电感应加热法加热,振动载荷通过电磁振动台施加;解决了采用电感应加热法加热时的一系列问题,如涡轮叶片加温设备选型、感应圈制作、电磁振动台隔热冷却、夹具设计、高温振动应力测量以及电磁干扰使振动台难以控制;比较了2种叶片温度测量方法的优劣,并列举了应用实例     

车用驱动电机电磁振动噪声源诊断技术

由于车用驱动电机追求更宽的调速范围和更高的功率密度,导致电机产生的振动噪声进一步增大。为此针对车用驱动电机电磁振动噪声产生的机理,提出了适用于车用驱动电机不同电磁振动噪声源特征频率的识别方法。对电机定、转子磁场谐波进行分析,得出了磁场频率的数学解析表达式。对电机电磁激振力的阶次和频率进行研究,总结得出了不同电磁振动噪声源的特征频率。通过对电机电磁振动噪声测试数据进行诊断分析,验证了所提诊断方法的准确性。     

高频大负载电液振动台的设计理论及实践

在大惯性负荷振动试验的场合,如军工产品中大的结构件及整机的振动和振动疲劳试验,土建和水利系统中的抗地震试验,交通运输系统中的道路摸拟试验等,大多数都采用电液伺服式振动台。在这些使用场合,由于振动台直接承受的惯性负荷大,作动器的油柱谐振频率通常都低于工作频率的上限,因此该类型电液振动台与低频电液台不同,不能照搬电液伺服位置系统的设计理论。本文基于高频大负载电液振动台的工作特点,主要讨论该类型振动台与一般电液振动台设计理论的区别之处。     

减振测试振动台及其控制系统

为验证减振器的隔振效果,设计了一套能提供典型振动条件的单自由度垂直往复运动的电液振动台及其计算机控制系统,通过该系统可以在室内模拟定频振动、扫频振动、随机振动及冲击谱等振动条件,完成所测减振器的机械力学性能或产品耐久性寿命测试等试验。系统控制部分采用上下位工控机结构,分别完成数据采集、实时控制,运行参数监控、数据处理的功能,控制策略采用模糊PID复合控制,控制参数可方便调整,能实现典型的波形再现和功率谱再现。系统运行结果表明,无论是时域还是频域均能达到满意的振动模拟。     

超磁致伸缩材料作动器的研制及特性分析

 采用自制的TbDyFe超磁致伸缩材料设计并制作了主动振动控制用超磁致伸缩作动器 ,并对其偏置磁场、激励磁场、静态特性、动态特性和主动控制减振效果进行了测试和分析。研究结果表明 ,作动器工作应变在TbDyFe材料的线性区 ,其总伸缩量可达 70 μm。低频动态特性好 ,谐频影响小。在自适应滤波控制方式下使用该作动器对正弦振动进行主动控制减振 ,减振效果达到 30dB。磁场均匀性对作动器输出特性有明显影响 ,采用Ansys有限元软件精确设计作动器激励磁场 ,可提高超磁致伸缩材料沿轴向磁场均匀性。     

角振动校准装置研究

为提升对惯性器件的动态性能评价能力,通过对被校传感器施加标准正弦角振动激励,精确测量角振动过程,实现了对角振动传感器的校准。基于不同频段的特点,将校准频段划分为低频和高频2部分,并提出空气轴承与无刷直流力矩电机相结合的低频角振动台方案,以及轻质空心杯精密空气轴承与框式电磁驱动结构相结合的高频角振动台方案;分别采用精密角度编码器和衍射光栅激光干涉仪实现对低频和高频角振动的测量,成功研制出频率范围为0.25~550Hz、角加速度范围为0.1~1 760rad/s2以及角速度波形失真小于2%的角振动绝对法校准装置。与德国国家物理技术研究院的角振动校准装置相比,该装置能够显著提升承载能力,可广泛用于惯性器件动态性能的测试与评价。     

振动台试验仿真方法

利用振动台试验仿真技术不仅可以预估产品是否能够通过振动试验,而且可以帮助设计人员了解产品在振动试验时的响应,从而改进产品设计,提高产品设计质量;还可以帮助振动试验人员了解不同试验方式的差异,从而改进试验方法,提高试验质量。针对一种5t电动振动台,首先建立动圈、转接台面和产品的模型,然后施加合适的边界条件和激励力,最后采用合适的振动台试验仿真计算方法得到试验仿真结果,并通过仿真计算结果与试验结果的比对,验证振动台试验仿真方法的正确性。     

电磁离合器—廉价的控制元件

电磁离合器在自动控制中已经大量地使用。但由于剩磁、漏磁的影响,就只能将它用于非重要的部位,并且还需采取一些措施,以防止因剩磁和漏磁引起的误动作。由于这种原因,使结构简单、体积小、控制容易、造价低的电磁离合器就不能广泛地得到使用。一九七四年奥地利海德公司来华展出的DF—NPC—250插销板式数控车床给我们以启发:电磁离合器是可以作为灵敏控制元件使用的。     

航空交流电机的电磁噪声分析

研究了航空电机定子径向振动模数，分析了电磁力波产生的原因，给出了径向电磁力波引起的振动及噪声的阶次，其值可由谐波磁场谱表求出。结合实例，分析了航空电机定转子激振力波阶次及电磁噪声的频率范围。     

低电压电磁铆接

分析了高压电磁铆接存在的问题和采用电解电容器进行低压电磁铆接的可行性。通过试验 ,获得了合理的低压电磁铆接电压、电流频率和电容量等工艺参数     

机电集成超环面传动弱非线性自由振动研究

针对新型广义复合传动机构-机电集成超环面传动系统,其中蜗杆、行星轮间电磁啮合刚度的非线性变化,首先推导出了系统弱非线性摄动形式的运动微分方程,其次在将其转化为小参数形式的基础上,利用Linstedt-Poincare法求出了该系统频率和位移响应的近似解析形式.最后讨论了算例系统中电磁啮合力的非线性变化对系统振动频率及振幅的影响,得出了随小参数ε次幂数增大,传动系统各方向振动的振幅几乎不受影响,而各阶振动频率却变化明显的结果.      

滚压钛合金导管振动疲劳特性分析

按照振动疲劳试验方法和失效准则进行了滚压连接形式的钛合金导管振动疲劳极限寿命测试,利用激光位移传感器测试自由端位移,用电阻应变计测定了试件根部的应变,根据位移和应变响应谱确定试件第一阶频率,并进行定频振动疲劳极限测试.预试验发现,试件第一阶响应频率随载荷增加发生明显下降(超过1％).为满足产品定寿要求,采用递进式扫频试验,消除滚压试件的连接间隙,直至试件频率响应稳定,再进行定频振动疲劳试验.通过此次测试得到滚压连接的钛合金导管在2× 10 7循环基数,可靠度为95％时的振动疲劳极限为115MPa.     

斜槽对永磁同步电机径向激振力波及振动的影响

以1台16极96槽表贴式永磁同步电机(PMSM)为研究对象,对定子直槽和斜槽情况下的径向气隙磁密和径向电磁激振力波进行有限元分析。对直槽和斜槽的空载振动进行谐响应分析,相关试验验证了仿真分析的正确性。分析结果表明:空载振动频率与激振力波频率为对应关系,通过斜槽可以有效降低低阶激振力波幅值,尤其是槽数阶次力波,有效地降低电机振动。     

多输入多输出正弦扫频试验控制方法研究及实现

振动环境试验是检验产品质量和可靠性的必须途径,对于一些大型的结构,单点振动试验不能充分模拟产品的使用环境,这就需要多点振动试验来模拟,其中多点正弦扫频试验是一个很重要的部分。本文根据多输入多输出系统的控制理论,基于正弦振动的基本特性,设计了多输入多输出正弦扫频试验控制系统的控制方案,同时给出控制修正的具体办法。并且对控制算法进行了仿真,实现了驱动信号发生、响应信号的采集和处理以及控制过程模拟,检验了算法的可行性。结果表明,算法可以使控制点的响应信号快速、稳定地收敛于参考信号,验证了本文设计的多输入多输出正弦扫频试验控制系统的有效性。     

典型支架动力学模型修正与隔振设计

在民机研制过程中，设计要求机载设备所能承受的振动量值需高于标准中规定的量值，而实际上由于供应商设备是货架产品，不一定按照DO-160G规范中所规定标准谱开展振动环境试验。为满足设备振动环境试验要求，在支架装机使用前需要采用相应的减振措施来降低设备处响应。以某型支架为研究对象，对典型支架进行了模态及随机响应分析，并对假件及安装支架实施了正弦扫频试验。依照各方向的扫频试验数据对有限元模型各阶响应进行动力学模型修正，添加刚度及阻尼单元。修正后的模态频率误差在2%以内，相应模态频率处的峰值误差在5%以内。随后对假件支架系统开展了隔振设计，通过在支架与机身连接处增加隔振器及粘贴阻尼层的方式，使得隔振后的仿真随机响应低于DO-160G标准谱20 dB，结果表明隔振措施有效。     

磁致伸缩材料作动器用于主动振动控制的实验研究

对采用磁致伸缩材料作动器进行主动振动控制的问题进行了实时实验研究。首先简介了磁致伸缩材料作动器的设计和特性分析及自适应滤波算法(LMS)的基本原理;然后论述了采用磁致伸缩材料作动器的单自由度主动振动控制实验的系统,从不同的控制物理量、不同算法、偏置磁场和系统噪声等方面分析了影响控制效果的因素,实验获得了30dB的减振效果。      

高速异步电主轴电机的电磁噪声分析

采用有限元法分析了高速异步电主轴电机定子结构的动力学特性(振型、固有频率),分别采用解析法和有限元法分析了电机在额定转速60 000 r/min下空载和负载的电磁力波,利用傅里叶变换对径向气隙磁密和径向电磁力波进行了谐波分析,得到了不同阶次不同频率下的谐波幅值。还将得到的电磁力波加载到电机定子相应节点处,对高速异步电主轴电机进行了电磁振动和声场分析,并计算出电机在空载和负载情况下产生的电磁噪声。     

机载磁粉离合器MBSE建模方法和应用

提出了航空机载产品的MBSE建模方法,分析了磁粉离合器的需求,采用多学科统一建模语言对可仿真的需求进行了MBSE电路和磁路建模、电磁力矩建模、离合传动建模,建立了磁粉离合器整机模型,实现了磁粉离合器的电、磁、传动机构的多学科仿真。使用成熟的磁场仿真软件对MBSE磁路模型进行了验证。对离合器的电磁力矩进行了仿真计算,对离合器整机MBSE模型进行了仿真测试,实现了对磁粉离合器需求的MBSE建模、仿真和验证。     

霍尔推进器磁屏蔽对磁场的优化效应研究

为研究磁屏蔽对霍尔推进器磁场位形分布的影响,以轴对称环形霍尔推进器为研究对象,采用FEMM软件对各种磁屏蔽情况下的磁场分布进行仿真;结合流体模型,利用四阶龙格库塔方法对放电通道内各粒子的输运性质进行研究。结果表明:内外磁屏蔽材料高度变化时磁场位形存在最优分布;电子温度在放电通道出口附近达到最大值,约64eV。离子化频率和电子轴向有效散射频率峰值也出现在通道出口附近。