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文章关键词:亚博足彩app登录,正弦态最大激振力

  受电弓位移幅频曲线特性的测量如果对一个结构做模态实验需要测量各个部件在各个方向上产生的最大位移 由于本实验测量受电弓的参数主要为弓网动力学服务 故只测量对接触网影响最大的垂向固有频率。本实验采用步进式正弦激励法测量 在进行到第 如果保持激振力的幅值不变在在每个频率下测量并计算出位移幅值 在坐标系中横

  受电弓位移幅频曲线特性的测量如果对一个结构做模态实验需要测量各个部件在各个方向上产生的最大位移 由于本实验测量受电弓的参数主要为弓网动力学服务 故只测量对接触网影响最大的垂向固有频率。本实验采用步进式正弦激励法测量 在进行到第 如果保持激振力的幅值不变在在每个频率下测量并计算出位移幅值 在坐标系中横坐标为频率 纵坐标为 即可做出位移幅频曲线。本实验分别测量弓头、上臂杆顶部和下臂杆项部的位移幅频特性曲线。把三个拉线传感器固定在地面上端子分别连接到弓头滑板、 上臂杆项部和下臂杆顶部。对激振器施加从 变化的正弦信号并保持激振力幅值不变。为了保证实验精度 每隔 测量一次 一共测量 个点。测量点在每个频率下都以正弦波振动。实验过程中观察并记录下每个频率下振动信号输出正弦波的幅值。得到 个频率点下弓头滑板、上臂杆顶部、下臂杆顶部振动的幅值后 把数据导入 的工作空间中。打开 工具 把频率作为横坐标 频率对应的振幅作为纵 ———————————一。坐标用光滑曲线连接成弓头位移幅频特性曲线。 的频率之内在激振力频率接近 弓头的振幅迅速增大达到极大值。测量上臂杆在各个频率下的幅值 用光滑曲线连接成弓头位移幅频曲线。 的激振力下振幅达到极大值。在左右振幅极小。这个趋势也与 的激振力下振幅达到极大值。在之前振幅极小 之间振幅没有明显变化。结果与误差分析试验结果表明 受电弓在 的激振频率下振幅最大与实测的质量块模型参数计算出的共振频率 相比第二阶与第三阶共振频率很接近。由于本实验采用的激振系统无法产生 ’以下的激振力 所以第一阶共振频率并未测出。但从弓头的幅频特性曲线也能看出 之前还有一阶固有频率。三质量块等效模型求解得到的幅频曲线与实测的幅频曲线的幅值、变化趋势大致相同 这也验证了第三章测得的受电弓质量块模型参数建立起的模型基本能反应出受电弓垂向的动力学特性。实测的曲线不是很平滑 尤其是在位移比较小的区段。这是因为位移传感器的精度为量程的千分之一 左右当位移幅值为 以上时 误差比较小 比如在 测得上臂杆随时间变化的位移曲线如图该位移信号是比较标准的正弦曲线 测量其幅值时误差率在 左右。在位移比较小的 测得的位移曲线如图。此时振幅大约是 而拉线位移传感器的误差已经是 相对误差已经达到 左右 所以在曲线在振幅极小的区段误差较大。对于拉线位移传感器而言 的误差已经接近极限。如果要继续提高实验精度 可以采用非接触式的激光位移传感器 不仅精度更高 也能避免拉线存在拉力和阻尼对实验的影响。西南交通大学硕士研究生学位论文第 时上臂杆位移图时上臂杆位移在振动实验中 需要良好的试件支承状态。由于受电弓运行时是安装在车顶上 本实验不能采取自由状态 应该选用地面支承状态。地面支承状态需要有几个固定的点与地面固结。而由于地面条件限制 本实验所用的受电弓是直接放在地面 为使用螺栓紧固 这会导致在振动时与地面之间的导纳不为零 对测得的动力学性能会产生 定的影响。振动实验台的上部是激振器安装的位置 激振器的支承应该保持固定状态 受到激振器的反作用力时不能随之产生振动。而在实验中发现 由于振动台的上部只是与下部通过两根横梁连接 在激振器对受电弓作用时 试验台顶部会有明显的振动 这种状态会影响到激振器对受电弓的作用力 从而导致实验误差的发生。如果能把受电弓实验台改进成图 所示结构 试验台顶部通过四根梁与底座连接 那么试验台顶部在激振器的反作用力下变形将会变小 有利于减小误差。图夺 改进的受电弓振动试验台结构西南交通大学硕士研究生学位论文第 章受电弓的模态仿真本文进行的试验只测量了受电弓垂向的固有频率而实际上受电弓的的固有频率远远不止三阶 利用有限元方法进行模态仿真 可以得到更多的固有频率 其中低频的垂向固有频率可以由实测结果验证。 有限元法计算共振频率利用有限元方法 可以计算出实体模型的固有频率 这种方法又叫模态分析。已知多自由度线性系统的通用运动方程为 】为系统的阻尼矩阵】为系统的刚度矩阵 为系统的位移矩阵 为为外界激振力向量。式 是一组耦合方程 如果系统的自由度很大 方程求解起来将会非常困难。所以 需要把这组方程变成非耦合的独立方程组。在模态分析的方法中 要以无阻尼状态下的各阶主振型对应的模态坐标来代替物理坐标。这样就可以把微分方程解耦成独立的微分方程组。对式 进行拉普拉斯变换 可得到 其中【妒为振型矩阵。代入式 由于振型矩阵与刚度、质量矩阵正交于是有 如果也对角化阻尼矩阵则有 经过上述的正交变换多自由度的相互耦合的方程组就变成了模态坐标下的多自由度系统方程组 并且方程之间相互独立。解耦后的方程为 分别代表模态刚度、模态质量和模态阻尼代表模态振型。由式 可知 经过模态坐标变换之后 多自由度系统的响应转换为了单自由度系统在多个模态坐标下的响应之和。如果使模态质量归一 对应的归一化振型为妒 即可得 可知丽即为模态的固有频率 如果一个系统的自由度为 它就拥有 个自由度。 简介 是美国公司制作的一款三维设计软件。它提供了从创建三维模型、渲染、动画、模型分析、应力分析、运动仿真 到数据转换、生产二位工程图、支持二次开发的全面功能。有限元应力分析和仿真属于 即计算机辅助工程这个过程中只能对模型进行分析 而不能更改。传统的做法是设计工程师用三维 软件做出模型之后 分析工程师将模型输入到 软件 来进行有限元分析和运动仿真得出分析结果之后 评估设计的不合理或者可进行优化的地方。然后 模型又在 软件中加以修改 再回到 软件中继续进行分析。如果需要再次修改 则又要重复以上步骤。将 的功能集成在 软件中将极大简化这 过程。 引入了应力分析西南交通大学硕士研究生学位论文第 页和运动仿真的有限元分析 使三维模型的创建到结构分析、运动仿真有机结合 同步进行 显著加快了设计进度 缩短设计周期。 提供了出色的创建基于特征的参数化三维实体模型的功能 强大的三维图形引擎使用户可以创建复杂的几何图元 并提供了出色的大型复杂系统的装配性能。亚博足彩app登录APP官网 具有良好的兼容性和熟悉的设计环境。三维模型的基本单元是零件而零件是基于草图和几何特征建立的 用于草图的特征包括拉伸、旋转、扫掠、放样等。产生的零件组成起来组成装配部件 装配部件也可以作为子部件组成更高级的装配部件 进而可以产生大型的、复杂的三维装配模型。在 衙中用有限元方法求解模态的步骤为 建模。 选择分析类型和选项。 施加边界条件并求解。 观察结果。 受电弓的有限元实体模型的建立在 按照受电弓的真实外形尺寸 建立其实体模型。图 中建立的受电弓三维模型建模过程中 对模型做了一些简化和等效处理 由于底座固定在车项上 且底座的运动和受力情况几乎可以忽略 所以对底座进行了大幅的简化。 对部分影响不大的螺栓孔和细小的转折面等进行简化。 忽略升弓气囊 直接在底座上给受电弓下臂杆底部加以恒定的升弓力矩。 部分没有相对运动的零件之间可以视为粘合关系。 按照实际情况对受电弓模型的关节进行铰接处理。西南交通大学硕士研究生学位论文第 忽略焊接把焊接到一起的部件直接等效成一个连接件。 。为了简化建模又不对动力学性能产生影响 把部分原件的圆角画成直角 比如底座。‘ 单元数目不宜过多 否则会对计算机软件和硬件提出更高的要求【 】。在有限元分析时需要对各个部件附加以材料属性 根据 型受电弓的实际材料 对模型附加材料属性如表 型受电弓材料属性表部件材料底座下臂杆拉杆上臂杆弓头托架和弓角碳滑板托架碳滑板不锈钢铸铝不锈钢铝合金钛合金铝合金碳模型建立好之后需要进行网格划分才能进行计算。划分出的网格如图所示 受电弓的模型网格划分不意图受电弓的模态和振型做模态仿真之前 需要给模型施加一些约束。首先 由于受电弓的底座是固定在车顶上的 在仿真时 可以认为底座无法移动 施加固定约束。在仿真中 部件之间的连接关系问题对于仿真结果有非常大的影响。受电弓是一个有传动关系的杆件结构 在仿真中必须有这种传动关系才能使仿真模型体现出受电弓的动力学特性。这样就要求受电弓模型的上臂杆、下臂杆、下导杆、平衡杆与弓头等部件的关节处可以相对转动。把模型中可以相对转动的接触面设置成弹簧接触 —————————————一度设置为法向刚度设置成一个很大的数值 这样接触面就可以相互转动且不发生渗透。把求解频率数设为 可得到受电弓前 阶的固有频率。表 升弓高度为时受电弓的整体模态阶数频率 阶数频率 在频率为 受电弓在发生共振时主要变现为垂向运动其振型分别为

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