架空输电线路绝缘子检测机器人工作于绝缘子串上,工作过程中受工作环境和本身关节动作影响,机器人的机体会发生振动。基于质心算法的阻尼比计算方法主思路：分析信号质心与振动阻尼比的联系,确定质心与阻尼比的函数关系。信号质心获取方法简单,且受外界影响小,因此绝缘子检测机器人阻尼比计算新方法能够快速、准确估算出机器人振动的阻尼比,为改善机器人的工作振动状态提供依据。提出的估算阻尼比的方法物理概念清晰、简单,便于实现。仿真计算和实测试验结果表明该方法快速、有效。

建立了考虑几何非线性和支撑非线性等因素的振动台系统的动力学模型，推导了振动台的动力学微分方程，并采用Galerkin方法对其进行离散化处理。在此基础上，应用增量谐波平衡法对振动台系统进行求解进而获得其近似解析解。研究了外激励幅值、支撑位置等参数的变化对振动台动态特性的影响。随着激励幅值的增大和支撑位置向两边间移动，振动系统的最大稳态幅值明显增大，硬式非线性增强，主共振附近的滞后区域变宽，多解区域变宽。除此之外，随着参数的变化，振动系统的超谐波共振减弱。

研究具惯容离心摆的轴系结构减振问题,基于摆的小幅振动假设,建立具惯容离心摆轴系结构轴向振动的动力学方程,得到结构轴向振动幅值及离心摆转角的频响函数.详细讨论了减振器参数（无量纲阻尼、质量比和调谐函数）对轴系结构轴向振动的影响,并以轴系结构共振幅值最小为目标进行参数优化设计,用固定点法得到了最优无量纲阻尼的解析表达式.研究表明调谐函数对轴向振动有很大的影响,且合适的调谐函数能实现最优的减振效果,惯容的引入能更容易调整调谐函数.通过数值结果比较具惯容离心摆减振器和动力吸振器在轴系结构轴向振动减振的效果,表明优化后的具惯容离心摆减振器有更好的减振效果.

研究了一类工程领域广泛应用的环状周期结构的弹性振动特性,重点分析了基础运动对弹性振动稳定性和固有频率分裂的影响.首先在随动坐标系下采用Hamilton原理建立了计入基础运动和面内切向及径向弹性振动的偏微分形式的动力学模型.然后,应用伽辽金方法将其离散得到一组常微分动力学方程.根据经典振动理论,得到了系统特征值的数学表达.最后采用数值方法计算了系统的特征值.根据特征值的实虚部取值预测了不稳定域和固有频率分裂规律,并用Runge-Kutta法给出稳定性的数值验证.该研究为陀螺仪等呈现平面或空间基础运动的环状周期结构的动态性能的改善提供了理论借鉴.

浸没于锌液中的沉没辊振动会严重影响带钢的镀层质量,迫切需要开展这类液固耦合振动问题的研究。基于附加质量的理论方法,建立了考虑流场作用的瞬态响应数学模型;进行了在线振动试验研究,结合结构的干湿模态分析结果,确定了附加质量;针对沉没辊结构特征,修正了数学模型的质量矩阵,建立了考虑流场作用的瞬态响应数值分析模型。瞬态模拟计算结果发现模型三个方向的主振频率与实测数据接近,验证了提出的计及附加质量液固耦合振动瞬态响应分析方法的有效性;基于该模型,得到了轴瓦与轴颈接触面等关键区域的瞬态响应。

针对工程实践中机载蒸发循环系统结构的随机振动疲劳寿命难估算的情况,提出了一种基于频率域的PSD与三区间法联合分析结构随机振动疲劳的方法.首先对结构进行模态分析,获取模态频率,然后对结构加载加速度PSD,采用有限元分析软件ANSYS Workbench分别求得1σ,2σ和3σ的应力以及危险的位置,然后利用Steinberg提出的高斯分布和Miner线性疲劳累积损伤定律的进行疲劳分析.该方法思路清晰,计算简单,对机载蒸发循环系统结构设计工程应用具有指导意义.

环境振动是自然环境中一种普遍存在的能量方式,具有振幅随机、方向往复、频率低等特点。首先,设计了一种机械整流电磁式振动能量吸能器,其可将环境振动整流为输出轴的单向转动,实现直流电能的输出。其次,对吸能器进行动力学建模及输出特性的推导,仿真分析其在不同振幅、频率及负载电阻条件下的电压输出特性,并研究输出电压的影响规律。最后,开展定量输入下的吸能器输出特性实验测试。结果表明,该装置可将环境振动转换为连续不间断的直流电能输出;振动幅值、频率及负载电阻对输出电压均有影响,当振动幅值为50mm,频率为0.8Hz,负载电阻为100Ω时,输出电压峰值为14.2V,瞬时功率达到2W。

为满足振动监测实验教学的需要,研制了一种能有效模拟齿轮、转子和滚动轴承典型故障工况特征的机械振动故障综合模拟实验台.为满足信号采集分析的需要,构建了由传感器、信号采集仪和信号分析软件组成的振动信号监测系统.测试实验的结果表明实验台的故障振动信号谱图特征与故障振动机理相符,模拟的故障工况准确稳定.利用该实验台开展故障诊断课程和实验教学取得了很好的教学效果.

对具有分形特征的复杂非线性时间序列的预测,核心问题表现为初始条件敏感性对系统动力模型的影响,该敏感性又决定了最大预测可信时间,忽略最大预测可信时间而得到的仅包含有限离散振动幅值的预测,对具有周期震荡趋势信号的特征识别与寿命分析意义甚微。笔者从信息熵角度计算预测可信时间,在对振动时序局部均值分解(LocalMeanDecomposition,LMD)的基础上,建立基于KNN(KNearestNeighbor)非参数改进预测算法,从能量角度选择LMD主分量和影响权值,对主分量做相空间重构并构造预测序列,以最大预测可信时间为重构间隔,对不同特征模态相空间重构以实现对模型的变参数寻优;采用上述预测算法对2D12往复式压缩机轴承振动序列计算并提取故障特征分量,对比分析表明,该算法能较准确预测序列演化趋势并为寿命预测提供有效支撑。

针对液压垂直负载系统快降时出现的振动现象，分析该系统的原理，利用AMESim仿真软件建立此液压系统的模型，并对其工作过程进行仿真分析，得出系统的振动与负载质量和系统流量的相干关系，找到系统振动的原因，并提出相应的改进措施。实践证明，提出的改进措施是有效的。