火箭发动机激振立交桥的模态研究

介绍了火箭发动机用于大型钢筋立交桥激振,对北京西厢工程中菜户营立交桥和天宁寺立交桥进行振动特性试验和模态参数识别的研究情况,给出了试验结果,为桥梁的动态测试提供了一种新的激振方法。     

机械激振正交试验

采用机械激振法减少大型金属结构件的内应力,在我厂已从一九七五年就开始大量应用,还曾先后为杭州汽轮机厂、上海船厂、金山化工厂、郑州大学等几十个单位搞过外协,均取得良好的效果。影响机械激振效果的因素很多,为了找出这些因素对激振效果的影响大小,我们应用了正交试验法进行试验,初步摸索出机械激振的一些规律,现介绍如下。一、试验因素和水平的确定影响机械激振效果的因素有:振动频率,     

颤振试验用的旋转圆柱式结构激振系统的飞行研究

在ＮＡＳＡ德赖顿飞行研究中心对一种研究性激振系统在双座Ｆ－１６ＸＬ飞机上进行了飞行试验。该激振系统是一种安装在翼尖上、后缘有一个旋转裂缝圆柱的激振小翼。飞行中当圆柱旋转时,气流通过裂缝交替地向上和向下偏转,产生一个两倍于圆柱旋转频率的周期性升力。进行飞行试验是为了确定该激振系统在亚音速、跨音速和超音速状态的效能。主要研究目的是确定该系统能产生激励飞机结构的足够力的能力,并确定该系统能激励飞机结构模     

一种新型飞行颤振激振系统

为了用于振动和颤振的飞行研究,长期以来一直需要一种结构简单的激振系统，本文介绍一种由动力工程研制的新型气动小翼式激振器系统，它可由一个小直流电动机驱动并易于安装到试验机上。该系统由在尾缘带有一个旋转开缝圆筒的因定小翼所组成。正弦激振频率由圆筒的旋转频率所决定。而动态激振力的幅值则由缝的开度所决定。低亚音速和跨音速下激振器模型的风洞试验结果表明，本设计方案使用非常小的电功率产生了和用通常振荡翼所产生的动态力相当的动态激振力，振荡翼系统的功率要求很高，并且通常必须由飞机的液压系统提供。     

“E型”电涡流激振器的研制

对于导电(非导磁性)宽板的非接触式激振,设计了一种新型的E型电涡流激振器,跟以前的非接触式激振器相比,本激振器采用在涡流感应头上加磁片的方法,改进了激振原理,使激振力有很大提高,并且使激振频率与输入信号频率一致(原激振器激振频率是输入信号的两倍)。在研制过程中,采用理论分析、实验验证的方法,对设计的几种不同结构的激振器进行比较,选取最优结构。最终设计的激振器与原激振器进行比较,取得了理想的效果。     

激振控制分离流动的初步研究

 采用流场显示与测力相结合的方法研究平片激振控制二维锐缘分离流动问题。结果表明:若模型原始流态是闭式分离泡状态,适当频率的激振可使分离泡减小,升力和阻力也相应地减小。达时激振减阻的最佳Strouhal数(St_(x_(ro))=(fx_(ro)/U_∞)范围为3～5。若模型原始流态是完全分离流动,适当频率的激振状态与未激振状态相比,模型升力明显增加;相应地,流态从完全分离流动转变成闭式分离泡。激振增升的最佳Strouhal数(St_c=fc/U_∞)范围为0.7～2.5。     

旋转状态叶片激振试验技术研究

为了研究离心载荷下的叶片激振试验技术,在气涡轮油激励旋转激振试验平台上,以某航空发动机高压涡轮叶片为对象,选择不同喷嘴型号、喷嘴数和压力流量条件进行了油激励试验。试验结果表明:对于同类叶片,试验选用P型喷嘴获得的振动响应最大,不同流量的P型喷嘴效果相似;针对该型叶片的1阶振动,在液体激振情况下激振因数为14E下的响应远大于28E下的响应;对于确定的试验状态,控制参数存在最优值,可使激振响应达到最大。     

平片激振对锐缘分离流场宏观作用的实验研究

本文对激振与未激振锐缘分离流场细节进行了比较。结果表明 ,作用于分离点的适当频率的激振对分离流场产生了 6种互相耦合的作用效应 ,它们是 :( 1)从整体上减弱或抑制分离流动 ;( 2 )改变分离区湍流结构 ,加剧湍流运动 ,加快混合和剪切层增长 ;( 3)增强局部区域的回流流动现象 ;( 4 )使分离剪切层再附 ,改变分离流态和分离涡分布 ;( 5)减弱下游流场湍流脉动 ;( 6)增强尾流下弯程度。本文工作为激振控制分离流动技术的工程应用提供了物理基础与指导。     

斜拉桥拉索风雨激振理论模型和机理研究

斜拉桥拉索风雨激振的机理研究是国际风工程和桥梁工程领域的著名难题。本文设计、制作了可方便调节拉索模型倾角和风向角的试验装置以及用于测压试验的带人工雨线的拉索模型,并在风洞中进行了细致的试验。试验得到了具有典型倾角的拉索在不同风向角下,拉索和水线模型上的平均风压和脉动风压系数,以及气动力系数。在此基础上,建立了拉索风雨激振新的理论模型,计算分析了节段三维拉索的风雨激振响应及其机制。     

平稳随机激振确定结构固有模态的试验技术

本文从理论和试验技术两方面初步分析了用平稳随机激振确定结构固有模态的方法.指出利用带宽B=100Hz窄带随机扫描与激振器激振结构模态是一种简便可行的方法.     

叶片-轮盘组件的动力特性研究

本文采用扇形厚板元和波传动法,计算了叶盘组合模型件的振动特性,讨论了组合体与单独叶片及轮盘振动特性的差异,分析了叶盘几何参数变化所产生的影响。文中还对某实际叶盘组件进行了有限元分析,并用实验方法作了检验,结果表明两者是吻合的。 用有限元法计算叶盘组合体振动,有两种较好方法:一种是Kirkhope和Wilson提出,后经Mota Soares等人发展成半解析的环形元法(即有限条法);另一种是后者提出的采用扇形厚板元的波传动法。这两种方法都具有取单元和节点数少、计算精度高等优点,较便于工程应用。然而,这些方法对实际叶盘组件进行计算的经验尚不多,国内外还没有精度高的范例。本文作者经过大量的计算考核,认为对实际叶盘组件的计算拟采用扇形厚板元与厚壳元的组合方案。     

一种含分层复合材料层合板高阶理论及有限元模型

本文提出了一种新的复合材料县合板高阶弯曲位移模式。此模式考虑了横向剪切的影响,得到一种新的厚板有限元模型。对于含有分层的单元,通过改变其单元内横向剪切应力的分布,达到改变单元刚度的目的。因此,此模型适用于任何厚度的或含有分层的复合材料层合板。     

电（磁）涡流技术在振动疲劳试验中的应用

根据电（磁）涡流技术研制出一种新型振动疲劳试验设备,其工作频带宽、高频特性好。系统中引进串联电容谐振方案,显著地提高了能量利用,大大降低了功率消耗。在疫劳试验技术方面开创了一种新的激振方法。 本文阐明了电（磁）,涡流激振的工作原理,性能特点,叙述了磁路分析与结构设计、电容谐振方案、振幅自动挂制与遥控监测等。最后,介绍了用该设备对发动机叶片进行振动疲劳试验,其结果是令人满意的。     

2.5维编织树脂基复合材料平板多尺度动力学模型修正

在2.5维编织树脂基复合材料多尺度固有振动分析的基础上,开展基于实测结构模态数据的复合材料平板动力学模型修正研究,以获取精准反映其动力学特性的模型。首先,建立复合材料平板固有频率对弹性参数的灵敏度分析方法,分析了平板固有振动特性的主要影响因素;其次,建立基于灵敏度分析的复合材料多尺度动力学模型修正方法,形成了基于MSC.NASTRAN平台的模型修正程序。最后,利用实测结构模态测试数据,实现对复合材料平板动力学模型的修正。结果表明,对关键弹性参数进行修正后,不同边界条件和纱线走向的复合材料平板试验件固有频率实测数据与仿真数据的最大误差由10.44%下降至2.39%,相关性得到了大幅改善。此外,所提出的自由模态测试方案结合动力学模型修正方法,为复合材料等效弹性参数的试验辨识提供了新的技术途径。     

含裂纹板的振动

 本文研究了含裂纹板的振动。在估计出弯矩、扭矩和剪力联合作用下有限尺寸板的应力强度因子之后,提出了一种有限元法。以四边简支方板为例,计算了具有不同长度中心穿透裂纹板的固有频率,与已有文献获得的结果一致。该法的优点是大大地节约了计算时间,为含裂纹结构的振动分析提供了一种新的途径。     

三维等离子体MHD气动热环境数值模拟

电磁流动控制技术是一个多学科交叉融合的重要研究方向,在高超声速飞行器气动特性优化、气动热环境减缓、边界层转捩和等离子体分布等流动控制方面显示出广阔的应用前景。考虑高超声速飞行器绕流流场中发生的离解、复合、电离和置换等化学反应,气体分子振动能激发以及化学非平衡效应,耦合电磁场作用并基于低磁雷诺数假设,通过数值模拟求解三维非平衡Navier-Stokes流场控制方程和Maxwell电磁场控制方程,建立磁场与三维等离子体流场耦合数值模拟方法及程序,采用典型算例进行考核。在此基础上,开展不同条件下磁场对再入三维等离子体流场以及气动热环境影响分析。研究表明:建立的高超声速飞行器的等离子体流场与磁场耦合计算方法及程序,其数值模拟结果与文献符合,外加磁场使飞行器头部弓形激波外推,磁场强度越强,激波面外推距离越大;不同磁场强度环境下,流场中温度峰值大小略有变化,变化幅度较小;磁场对绝大部分区域的热流有减缓作用,作用的大小与飞行高度、马赫数以及磁场的配置紧密相关;当前的计算条件下,飞行的高度越高,磁场的作用越明显。     

航空齿轮振动的粘弹阻尼控制

本文进行了齿轮振动的粘弹阻尼控制研究, 文中进行了自由阻尼层结构的力学特性分析, 进行了阻尼材料位置与形状大小的优化研究, 以最小的附加质量获得最佳的振动效果。本文还进行了模型齿轮的实验研究, 结果表明, 齿轮辐板振动的粘弹阻尼控制对齿轮的振动有相当满意的控制效果, 表明这一方法是可行的, 也是有进一步研究意义的。      

磁悬浮火箭发动机推力测试台

将电磁悬浮技术用于火箭发动机推力测试试验台是一次新的尝试。本文给出了应用电磁悬浮技术的发动机推力测试试验台的结构,推导了系统的运动方程,并对试验台进行了系统仿真。最后对整个试验台成功进行了多发现场试验,仿真结果和试验结果都表明电磁悬浮技术用于火箭发动机推力测试是成功的,提高了测试系统的性能和推力测试精度。     

复合材料动模量振动测定方法的研究

 本文采用Timoshenko梁理论,首次导出了悬臂梁和自由-自由梁自由端具有附加质量的特征方程,并进而讨论了多种因素对动模量计算值的影响。此外还提出了用弯曲振动确定剪切动模量G_(12)的一般方法。最后进行了实例分析和讨论。     

多点调力法激励纯模态的新方案研究

本文探讨了作为模态试验方法之一的多点激振技术。针对某些实验仪器存在的相位移动问题,提出了一种新的多点激振调力方案,并建议了一种识别纯模态下各模态参数的实用方法。经过计算和实验的考核,说明本文方法对于一般结构进行多点激振试验都是适用的。