震动原因

震动原因（精选十篇）

震动原因 篇1

关键词：水轮机,震动原因,相关对策

0引言

水轮机的震动是水电站维护中相当常见的问题, 如何能够及时快速地判断并处理好这些问题, 是水轮机能否正常运行的关键, 也是现代水利水电站进行平稳运行的重要工作。水电站对于国家的发电工程是有很大影响的, 水轮机平稳安全的运行对人民群众以及国家的经济都有很大的促进作用。本文就主要讲述了目前水电站水轮机的震动原因, 并针对这些原因做了相应的对策分析, 供大家研究探讨。

1水轮机的震动原因

1. 1水轮机转轮空蚀问题

所谓空蚀现象就是当空穴进入水轮机压力较低的区域时, 就开始发育成长为比较大的气泡, 然后气泡会被流体带到水轮机压力高于临界值的区域, 在此时气泡就会溃灭, 那么在空的气泡溃灭的过程中就会伴随着机械、电力、热力以及化学等过程的作用, 这样就会引起过流表面的材料被损坏, 从而导致水轮机不断地震动, 影响它的正常运行。

1. 2转轮叶片数与导叶叶片数组合不当的问题

水轮机的转动是通过水流来推动安装在它上面的叶片的, 从而带动水轮的运转。一般水轮机上的转轮叶片数都与导叶叶片数有一定的组合标准, 一旦两者之间的叶片数组合不当就会影响水轮机的正常转动, 从而就会发生水轮机震动现象, 这在水轮机震动问题中是比较常见的现象。

1. 3尾水管涡带现象

水轮机的尾水管涡带现象是转轮出口处水流有旋转环量, 当正向旋转分量增加到一定程度时, 带有强大旋转的水流就会在尾水管中形成涡带, 并会产生空腔空蚀或者压力脉动。简单来说就是转轮出口处的水流分布不均匀, 水流在流经尾水管时, 由于尾水管的横切面积变化会引起水流流速变化以及水流各处的压力变化, 在压力相对较小的地方液流进行收缩, 在压力相对较大的地方液流进行扩散, 从而形成了涡带。这样就会使水轮机产生震动, 从而影响它的安全平稳运行, 给发电工作带来不便。

2对水轮机震动故障点进行判断

2. 1水轮机震动故障的判断方法

水轮机发生震动的原因有几个, 只要根据以往发生故障进行维修的经验, 并且不断学习故障诊断技术, 就能够有效地提高震动源的判断准确性。首先, 对于发生震动故障的水轮机先进行停止运转处理; 然后, 根据以往经验进行转轮叶片以及导叶叶片数的查询处理。如果这两者之间的组合是合适的, 就进行下一轮的分析; 如果不合适, 那么问题就发生在这两者之间。 此时只需要对转轮叶片数与导叶叶片数的组合进行适当地调整, 就能解决问题。如果转轮叶片数与导叶叶片数组合没问题, 就检查是否水轮机的尾水管发生了涡带故障, 进行相应的排除。我们还应当通过对以往水轮机发生震动的特点进行总结来提高水电站维护部门的技术水平与经验, 为提高水轮机组的正常运转奠定良好的基础。

2. 2用相应的仪器进行判断

在科学技术比较发达的几天, 利用相应的仪器进行水轮机的震动检测是比较省时省力的方法, 同时配合以往的维修经验可以很好地提高震动源的判断准确性。这种方法也是水利水电站中异常震动诊断的重要方法, 它是通过使用测振仪器进行比较精密的测试震动, 通过电脑对所测的震动波形以及相关的频率值进行详细的分析计算, 找出水轮机震动的异常原因。

3水轮机震动的相应处理措施

3. 1空载无励的震动故障消除方法

在非设计工况的情形下, 来自水轮机的水力不平衡以及流道内的压力脉动就会造成水轮机的震动。这是因为在偏离设计工况的运行下, 水轮机组都会存在一个震动区域, 产生这个震动的主要原因是水力引起的。针对此问题, 维修人员首先应该根据震动确定故障原因, 再制定相应的处理措施, 在水轮机出现震动的转速不断地升高并且增大的时候, 首先考虑的问题是发电机转子与水轮机转轮是不是存在着动平衡不平的情况, 确认之后应该立即采用动平衡实验来增加水轮机的动平衡块, 通过这样来消除动平衡不平的情况, 从而有效地避免水轮机发生震动。还有一种情况就是水轮机轴线不是很直或者中心不对也会发生此种情况, 如果是这样的话, 就应该采用调整轴线和中心以及调整推力轴瓦的方法进行水轮机震动的处理。在发现是发电机同轴励磁机转子中心不同心造成水轮机的震动的情况时, 就应该通过调整励磁机转子中心的方法进行相应的震动消除, 以上这些方法能够有效的进行水轮机震动的处理问题。

3. 2空载带励的震动故障消除方法

根据相关的资料表明, 发生运行工况是空载带励、震动随励磁电流变化的故障时, 这种情况下的原因很有可能是转子线路以及定子发生变形产生的问题。维修人员一般在面对此种情况时, 首先应该使用专业的示波器对线圈的短路情况进行仔细检测, 在之后测出短路位置后, 按照以往的维修经验进行一系列的处理, 以此来解决震动故障。在定子发生变形之后需要通过相关仪器检测之后在进行相应的处理措施, 避免带来更大的危险。可以通过采用调整定子与转子中心的方法来解决偏心造成的水轮机震动故障。

3. 3排除运行工况为带负荷发生的震动情况

我们在面对运行工况是带负荷的情况时, 第一个应该考虑的问题是它的磁场是不是对称的, 再者就是检查推力轴承的中心性是不是准确的, 最后就应该对转轮叶片的出口边缘以及转轮泄水锥进行仔细的检查。经过对磁场不对称情况的消除以及调整轴承中心等方法来解决这种类型的水轮机震动现象。 另外就是在带负荷工况的情况下, 如果出现突然的剧烈震动, 就应该首先考虑导叶片冲断螺钉或者剪断销被剪断的情况, 在进行及时的检查之后更换相应的设备就可以解决震动故障。 比如说, 在面对转轮叶片断裂或者断裂的情况时, 就应该对水轮机进行停机检查, 保证整个水轮机组的安全正常运行。

4结语

水利水电站的建设步伐随着国家的大力发展逐渐快了起来, 在大量用电的现代社会, 水电站给国家以及人民群众带来的各方面效益是显著的, 并且水来发电也是非常清洁的, 这也符合当今社会的主题, 绿色环保并且节能。水轮机组是整个水力发电的重要组成部分, 只有将水轮机组的各种故障问题进行详细的分析并整理好相应的解决方法, 就能在面对一系列故障时, 及时地解决问题, 为水轮机的正常平稳运转提供保障。我们国家在此方面的起步相对比较晚, 距离世界领先水平还有一段距离, 这就要求相应的专业人员能够不断地开拓进取, 努力创新, 将我们国家的水轮机建设提升一个新的高度, 为国家以及人民群众带来更大的便利, 相信不久的将来这一目标就会实现。

参考文献

[1]张海洋, 陈丽蓉.水轮机组异常震动原因分析[J].电力信息科技, 2010 (2) :35-45.

[2]刘国良.水轮机异常震动故障的排除[J].中国电力资讯, 2010 (11) :54-58.

震动原因 篇2

调整已有地震动拟和规范反应谱人造地震动方法比较

利用已有的地震记录调整得到拟和规范反应谱的人造地震动的方法越来越得到广泛的认可和应用.常用的方法包括比较粗略的`比例调整法、比较精确的调整傅里叶幅值谱法、基于小波变换的调整方法和时域内叠加小波函数的方法等.本文详细介绍了各种谱拟和方法的原理以及实现过程中的难点;通过算例分析,对各种方法的优缺点进行了探讨.结果表明:当已有地震动反应谱与规范反应谱相差较大时,可先采用比例调整法粗调,然后再采用其他三种比较精确的方法继续进行调整;后三种方法都能快速地由实际地震动时程纪录得到拟和规范反应谱的人造地震动时程,并一定程度上保留原始时程的非平稳特征;相比之下,时域内叠加小波函数的方法精度最高,调整完后不用进行基线调整,是一种值得推荐的方法.

作 者：全伟 李宏男 QUAN Wei LI Hong-nan 作者单位：大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室,辽宁,大连,116024刊 名：防灾减灾工程学报 ISTIC英文刊名：JOURNAL OF DISASTER PREVENTION AND MITIGATION ENGINEERING年，卷(期)：28(1)分类号：P315.9关键词：人造地震动 已有地震动 规范反应谱 谱拟和

台湾报界大震动 篇3

国民党“党报”下场难堪

引起新闻界最大震撼的是，一直作为国民党精神象征的“党报”《中央日报》，由于经营不善，今年6月将改头换面，与另一家同样亏损不断的《中华日报》合并为《中央捷报》，新报纸中只在不重要的版面上保留了一个版的《中央日报》，以示不忘本，其他版面将都是全新的格式。

《中央日报》的此次大变动去年就早已有传闻。自70年代以后，《中央日报》就无法满足读者的需求，发行量节节滑落，为力挽狂澜，80年代初，《中央日报》曾一度抛开过去陈旧的保守作风，让人耳目一新。但好景不常，在国民党部分保守派和一些订户强烈反对下，再度恢复死气沉沉的办报格调。1997年，虽然也发行电子报，但是内容精彩度与《中国时报》和《联合报》比较起来大为逊色。1999年同为国民党经营的《中央日报》和《中华日报》亏损连连，合并和裁员的风声四起，拖到今年终于下了最后的决心，希望通过合并重组，能以新的形象打开局面。

由国民党一手经营的《中央日报》，从国民党在中国大陆主政时期开始，一直是国民党的头号机关报，1949年国民党逃到台湾后，《中央日报》也从南京迁移到台湾，它利用政策的倾斜和优越的印刷条件，以版面清晰美观，吸引大批读者，发行和广告迅猛上升。不到4年工夫，它就压住了一直占住台湾报刊首位的《新生报》，成为当时一枝独秀的台湾第一大报。时过境迁，曾经风光一时的《中央日报》如今竟落到要靠改头换面来招徕读者，实在凄凉。

挖角大战烽烟四起引起台湾地区媒体近期空前挖角大战的是台湾两大新兴电子报———《明日报》和《东森宽频电子报》。两家电子报为了打开知名度和可信度，强调要以高薪挖角的方式，从台湾各媒体尤其是报刊业中挖走大批记者。《明日报》视记者的资历和能力而定，挖角的薪水从4万元(台币，下同)到6万元不等，《东森宽频电子报》同样以5.6万元到7万元不等的价码吸引报业期刊的记者们投效。一时间，大批记者纷纷跳槽，两家电子报一挖就是上百名记者，包括台湾现今三大报业《自由时报》、《联合报》和《中时报》都面临严重失血的窘况。特别让报社老板气恼的是，一些老记们“带枪投靠”，把一些准备好了的独家新闻，带到了电子报。

不过气恼归气恼，现今要做的还是如何补充所缺人手和防止人才再次流失。农历春节过后，《联合报》和《中时报》正式刊登招聘启事，这是两大报近两年来第一次公开招考记者；至于三大报之一的《自由时报》动作更快，在春节前就使出浑身解数，利用各种关系收集到其他报业表现优异的记者们的资料，并火速进行约谈，在没有公开招聘的情况下，就已大致补齐了原本跳槽的记者缺额。

大报的种种诱惑严重冲击其他报刊，以《民众日报》为例，旗下记者纷纷流向《自由时报》，最后竟形成所有基层记者全部跳槽的窘况。在各报社无不慌忙着急补充人手的情况下，原本表现平平、资历薄浅的记者，竟也“洛阳纸贵”，成为众报社急着挖角的对象。

为了避免人才再次流失，报业也不得不大幅提高员工的福利，《联合报》就提出了一份优退和优离的计划：年资满1年未满20年者，可以领取优离12到20个基数；至于59岁以下的员工，则可以优退领取12到15个基数。同时各报社都大肆强调新闻职业道德和社会伦理，并表达对报社有高尚“忠诚度”资深记者的敬意。然而这些措施并没有延缓人才的流失，《联合报》提出计划不到20天，其旗下四大报就有多达326人提出申请离退，数量如此之多，大出新闻界意料之外，传统报业的不景气看来已严重影响新闻人员的人生规划。

本土老报前途黯然在这场恶性竞争中，最终受害的是那些苦心经营多年的传统报刊。与台湾老一辈人提起《新生报》，没有谁不知道的，这份台湾光复后第一份报纸，在50年前与《中央日报》、《中华日报》并称台湾地区三大报，可谓风光无比。但是，自《中央日报》来台后，受政策倾斜的影响，《新生报》遭到打压，经营逐渐陷入困境。而这场恶性的人才竞争更使它雪上加霜，因为它早已无法承受电脑化所必须支出的大笔更新费用和庞大的比照公务员退休制度的退休金支出，而且年年亏损也使后台老板新闻局表明立场，不愿再砸钱下来，没有经费的《新生报》根本没有灵活运用的空间，只能任由别的报刊宰割，何去何从，前途渺茫。类似《新生报》的还有许多，如台湾《新闻报》，当年在大高雄地区，曾享有地方第一大报的美誉，现在也是此情可待成追忆，长期的亏损经营，同样经不起这场风波，没有了人才，这些传统报业惟有等待被淘汰的那一天。

震动原因 篇4

南乌牛二级站是东雷抽黄灌溉工程管理局下属的1座二级泵站, 设在陕西省大荔县南乌牛村塬下, 承担着合阳、澄城、大荔3个县10个乡镇和蒲城县永丰镇坞坭村的2.73万hm2农田的灌溉任务。站内装配有4台“黄河KD4-110”双吸单机离心泵 (简称“黄河四号”水泵) , 轴功率6 400 k W, 额定扬程110 m, 额定流量4.4 m3/s, 配套4台8 000 k W TD 215/120-8型同步电机, 进出水均为单机单管。出水管道为钢质管道, 管道内径1 600 mm, 壁厚13.7 mm, 单管全长350 m, 前50 m为地下掩埋, 后300 m为管床明铺, 设有5个镇墩 (序号从泵站向出水池升序排列) , 每60 m设1个, 两镇墩之间有管道伸缩节1个、环形移动支架6个, 均匀分布, 出口为虹吸式, 安装有真空破坏阀防止倒流。

1 震动现象的发生

2002年以来, 距出水口30 m、顶部镇墩15 m处的4条管道顶端, 在机组运行中均出现无预兆剧烈震动现象, 震动范围为4~5号镇墩之间管道, 震心为5号镇墩向下15 m处, 震动向两侧逐渐消减, 震动频率约3~5次/s, 中心振幅约为0.5~0.8 mm, 震动剧烈, 多次造成环形钢支架断裂及压力管道裂缝, 影响机组正常运行, 存在严重安全隐患。该震动现象无固定时间和规律, 在同一机组、同一工况下启动机组运行时, 管道可能发生震动也可能不震动。有时启动机组后运行平稳, 但运行几小时或1~2 d后会发生, 震动一旦发生则一直持续, 在出水闸压闸50%以下或停机后方可消除。震动造成震心处环形支架多处断裂, 压力管道环形和纵向裂缝, 严重威胁机组安全生产运行。

2 原因

根据现场设备逐步分析排查, 现场设备可能引起震动的范围有水泵机组振动、压力管道、管道流量、管道附件4个部分。

(1) 从出水压力管道进外观检查, 管道局部因管床基础局部轻微下陷, 致使压力管道存在水平和纵向弯拱变形, 变形范围约10~100 mm, 部分环形支架地脚悬空滚轮卡死。2009年初检修人员进行了局部维修, 悬空的环形支架地脚采用钢板支垫, 卡死的滚轮进行除锈和加油处理, 纵向采用千斤顶校正方木支撑, 裂缝处加固焊接, 处理后效果不明显, 震动现象仍然存在。

(2) 当震动发生时机组运行无变化发生, 各仪表、流量正常, 机组运行无异常震动发生, 而震动部位在管道末端远离机组 (震动部位距机组约300 m) , 靠近机组的管道无震动, 且机组到管道震动部位中间, 加有4道大型混凝土镇墩固定, 因此机组运行传递引起震动可能性不大。

(3) 通过多年观察发现, 流量大的机组相对更容易发生震动, 但南乌牛二级站单台机组实际最大流量实测为4.8m3/s。按5 m3/s计算, 管道流速为2.5 m/s, 符合国家规范的2~3 m/s安全规定, 但从实际观察, 流量对震动有基础性影响。

(4) 在检查管道附件时发现, 4台管道真空破坏阀经30多年运行, 密封石棉板破损, 阀杆锈死, 真空破坏阀一直处于打开状态, 且阀口在运行中以接近震动的频率不断吸入空气 (运行中阀口在打开状态没有压力水漏水现象) 。

综合上述现场调查, 经实践排查和理论分析, 管道局部微量弯曲、机组运行震动传递、流量等因素均不可能是引起顶部管道剧震的根本原因, 震动应是由管道顶部间断真空流形成后续水锤造成[1,2]。

3 对策

间断真空流形成水锤分析:南乌牛二级站的压力管道末端出水为n型结构, 真空破坏阀安装于最顶部。正常情况下真空破坏阀处于关闭状态, 在停机时, 因管道内水流倒流, 会在管道顶部产生真空虹吸, 此时真空破坏阀在外界大气压力下打开, 破坏管道内真空度, 防止水流从出水口虹吸倒流。在实际运行中, 当流量为5 m3/s时, 水流以2.5 m/s速度沿管道向末端流动, 在末端因n型管道有向下2 m的垂直段, 此时水流在地球重力的作用下会产生加速, 经计算出口流速为2.9 m/s。因出口流速的突然加快, 会在管道顶部形成真空, 从而对n型前端竖直管道靠近顶部的后续水流体产生虹吸加速效应, 使流速瞬间大于2.5 m/s。如果真空破坏阀不进气, 则这种真空虹吸加速效应连续产生, 形成扬程降低, 流量微弱加大, 不会引起其他问题。但实际中因真空阀处于打开状态, 进气造成顶部真空瞬间破坏, 此时靠近n型顶部的后续水流体因虹吸加速效应突然消失, 造成流速迅速下降, 而n型管道前端稍远的水流体在水泵压力的作用下仍然以2.5 m/s的速度前进, 两者在靠近顶部处发生碰撞, 形成水锤, 真空不断地产生破坏, 致使靠近n型顶部的前端管道内产生形成连续水锤, 最终造成顶部管道剧烈震动[3,4]。

2009年底, 渭南市东雷抽黄灌溉工程管理局组织技术人员对4台真空阀进行维修, 使其在运行中不再进气或只有微量进气。目前, 经6个月以上的灌溉运行, 4条管道震动情况基本消失, 从而保证了机组的安全生产运行和灌区人民抗旱需水要求。

参考文献

[1]张维聚.东雷抽黄工程南乌牛二级站水泵磨蚀失效情况调研[J].水利水电工程, 1989 (2) :27-29, 21.

[2]王春华.怎样检修、维护好农用水泵[J].现代农业装备, 2009 (2) :68-69.

[3]吴建华, 董普侠, 李爱云, 等.东雷二级泵站水锤防护措施研究[J].科学之友:B版, 2008 (10) :5-6.

震动读后感 篇5

这篇文章是发生在八月的一天下午，作者住在南卡罗来那州，黄昏后，有很多画眉鸟在林中飞来飞去唱着歌，作者喜欢听那画眉鸟歌唱，所以捕捉了一只。一开始，小画眉十分恐惧，最后安静下来了。

命运真是不好啊！作者看见小画眉的母亲正在喂食给小画眉，作者以这样是最好的事情。但是，过了不久，小画眉竟然死了，作者大惊失色。

这个问题，我也不明白为什么，我也不明白，绞尽脑汁去思考，现在我已经知道为什么了，当一只美洲画眉鸟发现她的孩子被关在笼子里之后，就一定会给小画眉吃足以致死的毒梅，她似乎坚信，孩子死了总比活着做囚徒好。

在震动之后 篇6

虽然是一个官方的文化交流项目，“吉尔伯特和乔治”的展览当时在相对封闭的社会上获得的反响是不能和今天在北京、上海和广州开幕的任何一个当代艺术的展览相比，但是从另一方面说，“吉尔伯特和乔治”的展览在某个方面却又是影响深远的。它们在某种程度上，催生了90年代在北京东村发生的观念艺术和行为艺术，激发了比玩世现实主义和政治波普更加年轻一代的艺术家。

中国的当代艺术诞生于80年代，诞生于后印象派和表现主义的传统中，这两种风格和中国流行的现实主义绘画有着很强的内在关联。虽然，80年代的时候，劳申柏在中国举办了一次展览，但是当时中国社会对于二战以后的当代艺术尚未译介过来，中国社会和文化还在一个从抽象的文化政治角度反思历史的阶段，所以他的艺术并没有造成广泛的影响。而吉尔伯特和乔治作为英国80年代艺术的代表被介绍到中国来，当时中国艺术的背景已经发生了变化。

首先是80年代以来的以绘画为主导的中国前卫艺术已经被简化为玩世现实主义和政治波普的绘画，而这种单 的绘画形式在冷战结束后成为国际收藏界追捧的对象，其次，经历了80年代末期的短暂政治风波后，90年代的中国社会从政治的封闭化迅速走向全面的“市场经济化”，虽然不能简单的说已经在本质上“西方化”，但是社会生活的内涵发生了巨大的变化，无论是文化还是生活，人们对抽象意识形态并不再感兴趣，而是开始追逐消费社会的生活乐趣。“吉尔伯特和乔治”的展览就是在这种背景下被介绍进来的，并影响到了在北京正年轻的反叛的中国艺术家正在进行的观念艺术与行为艺术的试验。 他们的展览刷新了尚在物质贫乏阶段的中国当代艺术对“视觉”、“质量”的理解。和这个相关，他们颠倒了，而不是打破了艺术和生活之间的界限，并在不断的延长和强化这种错位。他们生活方式和艺术作品之间的关系以及某种对于日常生活的极端性的表现也影响了中国艺术家。

当时的中国艺术界并没有很多人知道，在这个展览在中国开幕的同时，由“吉尔伯特和乔治”催生的另一场革命正在英国发生，并形成主流。这就是“YBA现象” [Young British Artist]。如果说吉尔伯特和乔治疏通了观念艺术和日常生活之间的渠道，让艺术获得了日常生活的视觉形式的话，那么更年轻一代的艺术家则是顺应社会的变革，一方面延续观念艺术对于现实的思考，另一方面让艺术变得更加具有不啻于现实的视觉魅力。也正是因此，他们成为20世纪以来，被最多曝光和媒体追捧的当代艺术。应该说，在艺术与传媒的作用下他们使得艺术从被大众排斥的东西转为观看的东西。其实YBA引人注目还有更深的艺术史上的背景。

流行文化和大众传媒对于当代艺术的挑战不仅仅只在于文化姿态和价值判断，同时它也呈现在艺术的语言方式和呈现方式上。流行文化以电影电视、音乐、游戏等手段，能在一个时间段内调动所有人的感觉能力，甚至能产生虚拟和仿真的效果，所有的这些都是传统艺术在欣赏中很难提供给观众的。同样艺术如何在美丽的现实生活中获得自己存在的理由和价值?这是后现代主义留给艺术的最大问题。传统艺术媒介的界限没有了，装置、录像、行为以及录像装置，现场表演都体现出艺术开始借助观众身体性和心理性的参与来获得自己的价值。的确，后现代主义在几十年的发展中，将艺术从形式和媒介的囚笼中解脱出来，使之获得更大的空间。但是这还不足以证明艺术在今天的价值和理由。事实上，无论是波依斯还是汉斯·哈克，无论他们的精神多么鼓舞人，对于很多人来说它一方面不能显示出艺术的特性，一方面又过于冷漠、概念、晦涩和教条。

正是在这个背景下，英国年轻艺术家的努力才显得如此引人注目。1997年在英国伦敦的皇家艺术学院举办了名为“感觉”的展览，一批年轻的艺术家浮现出来(这也是YBA这个词的由来)。这里包括达明安·赫斯特[Damlen Hirst]，马克·奎安[Harc Quinn]。翠西·艾敏[Tracey Emln]和瑞查·怀特里德[RachelWhlteread]。达明安·赫斯特直接使用肉体作为作品的材料，在“母子分离”[Hother and Child Divided，1993]中，他将动物劈成若干个截面，然后用漂亮的盒子将他们安装起来，或者“一千年”[A thousand Years,1990]中，用腐烂的肉来培养苍蝇和蛆。从中，我们体会到的是对于生命过程的检验，以及对于欲望的反省。马克·奎安将自己的血凝固，然后做成自己的头像，或者他用化学材料做出被极端写实剥去皮肤的人。翠西·艾敏的作品就像她的自传，她将过去32年和她同床的人的名字和书信贴在展厅的帐篷，所有的这些似乎称为一个隐喻，她就是那帐篷，而每个名字就像伤口一样布满了帐篷。瑞查·怀特里德的作品相当简单，她用日常物体的负空间来构成自己的作品。她将蜡、水泥、肥皂或者塑料注入到物体自身的空间中，然后将其凝固，比如“房子”[House，1993](1994被毁坏了)，伦敦东区的一个完整的维多利亚式的房子内部的混凝土作品，这样，她将个可以被感觉到的空间呈现为一个视觉实体。

所有的作品似乎提供了一种简单的传达观念的方式，同时它也将艺术的重心从抽象的政治和道德转向了个体在现场的体验，从宣扬艺术家的观念转向期待观众的心理判断。它们强制性的将观众和作品的心理距离拉近。但所有的这些作品形式相当简单和静止，甚至符合传统雕塑的视觉样式。从某种程度上看，它们是刺激的。但艺术家又将这种刺激控制在一个有效的限度之中。他们将血腥、伤害、破坏这些残酷的事实包装得漂漂亮亮的，展现在观众面前。但是它又不失时机地暗示观众漂亮下面的东西。对于很多人来说，这些作品真正体现了艺术在今天的理由和方式。他们出现在画廊里，这是一个不同与漆黑的剧院和封闭的书房的公共环境，人们失去了私人空间中的自由感。作品将社会禁忌、心理禁忌以美丽的形式交给你的时候，又让你无法掩饰自己的观点和羞怯。于是所有微妙的感觉出现了。它将观众的注意力引向那些

难以捕捉的现实中。从中观众看到了正面和负面的感觉。它提供了一种新看待身体和隐私的角度，那些本应是私下才可看到的东西时，现在会使观众坐卧不安。对于艺术而言，他们的作品似乎提供了一种新方式，它使观众有机会感觉当今的很多幻想。人的触觉、嗅觉、视觉、听觉、味觉都在这里真实却又含蓄地发生着作用。

如果说装置的出现意味着艺术的一种努力，即试图诱使观众参与到作品中来，使观众产生一种不同于流行文化、日常生活和科学技术所提供的特殊体验，并由此证明艺术在今天存在的价值，那么《感觉》则轻而易举地实现了这一点。而实现这一点的秘密在于，他们从日常生活提炼出感觉，并期待观众再次感觉这种感觉，而不是像以前的观念艺术那样，用艺术内部的概念来笼罩和改造感觉。假定在当代艺术中，YBA有什么突破的话，那这个突破就是将身体性和切身体验作为她的特有武器加以使用，从而证明自己的存在和合理的努力。这就像瑞查·怀特里德的雕塑，她把那些实际存在却被我们视而不见的感觉变成一个实体让我们无法回避。

虽然到90年代末，YBA就已经从杂志和画册上被介绍到中国来了，而《感觉》的画册也是很多中国年轻艺术家的必读书之一。但是除了有机会去国外的艺术家以外，很少有人能看到这些作品的原作。然而，尽管YBA的艺术直到今天才能来中国展览，但是其影响却是早就在中国扩散开来。在2000年一个由栗宪庭策划的“对伤害的迷恋”的展览上，6位年轻的艺术家分别使用了人和动物的尸体，血液，脂肪油，采用肢解、并置的形式，来完成了他们的作品。这些作品展出以后，引起了巨大的哗然。遗憾的是，由于中国社会的特殊现状，关于这个展览的讨论并没有在学术层面上公开的展开。栗宪庭先生对于“尸体现象”的出现，做了自己的分析。他认为这些作品和中国社会深层的动荡有着密切的关系，同时也暗含有对东西方社会道德的双向挑战的意味。也有记者将其理解为对中国老人政治，道德治国的反对。而艺术界的同行则将其理解为一种为名利场逻辑驱使的不择手段。其实“尸体现象”的出现集中反映出中国的艺术现象的内在问题。

1999年，邱志杰和吴美纯策划了《后感性》，这个展览是一个大规模的观念艺术的展览，展览涉及了当代艺术各个方面的媒介和观点(《对伤害的迷恋》的艺术家也是出自于这个展览)。仅从展览的名字，我们就能体会到英国的《感觉》展览对于中国当代艺术家的影响。问题可以变得很简单，为什么只有《感觉》这个展览会对中国当代艺术产生如此巨大的影响，而同时其他的展览没有这样的作用呢?为什么达明安·赫斯特的作品能变异成这样?原因在于中国并没有一个有效接受外部信息的输入渠道，所有关于西方当代艺术的知识并不是在学校被传授，在媒体上客观的介绍，或者艺术家在海外留学获得的，而是来源于口碑相传，来源于老艺术家偶尔带回来的几本画册。每一期的外国美术刊物来了，年轻的艺术家往往只能从几个平方厘米的图片上获得仅有信息，他们甚至不能阅读文字。中国艺术家在开始当代艺术创作之前很少能看到原作。这就是中国艺术家的困境，年轻的艺术家在不了解原作的情况下，正在预支那些没有价值的“自由”以及在各种媒体传播和陈述中变异和沉浮的“观念”。

震动原因 篇7

关键词：地震效应,Hilbert-Huang变换,时频密度函数,平稳度,峰值系数

地震动不仅仅是地球地壳介质这一复杂系统对于震源激励的输出,同时又是地震区工程结构所遭遇到的主要外部载荷之一,对于结构设计常常起控制作用[1,2].就工程抗震而言,虽然震动位移、速度、加速度都是衡量地震动震动强度最基本的物理量,然而,大量工程实践表明,结构的破坏不但与地震动震动强度有关,而且与震动的频率、持续时间、结构的动态响应特性有关,仅用震动强度因子(震动位移、速度、加速度)作为地震动震动效应的安全评判标准具有很大的局限性.大量研究和客观事实表明,地震动三要素的不同组合决定着各类结构物的安全[3,4].

本文从地震动三要素(即幅值、频率和持时)入手,通过Hilbert-Huang变换(Hilbert-Huang transform,HHT)对地震动动力特性进行分析,在此基础上提出用地震动峰值能量的最大值(即时频密度函数的最大值)和峰值系数作为评估地震动震动效应强弱的定量指标,并用算例来证实了这一方法的可行性.

1 基于HHT变换的地震动动力特性分析

1.1 HHT变换原理

Hilbert-Huang变换是由美国宇航局的Huang等[5]于1998年提出的一种全新的信号处理方法.它的核心思想是依据数据本身的时间尺度特征将信号分解为有限个固有模态函数(intrinsic mode function,IMF),然后对各模态分量进行Hilbert变换构造解析信号,得到信号的瞬时频率和振幅,进而得到三维Hilbert时频谱,获取信号的局部特性.经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)的目的就是将复杂信号分解成一组具有较优Hilbert变换性能的固有模态函数,即保证信号经Hilbert变换后具有清晰的瞬时振幅和瞬时频率意义.

对于任一固有模态函数c(t),其Hilbert变换(t)定义为信号和1/πt的卷积[6]

式中,P为柯西主值,这样强调了信号的局部属性,避免了Fourier变换中强制拟合产生的实际不存在的频率成分.c(t)的解析信号z(t)可定义为

式中,a(t)和θ(t)分别为信号x(t)的瞬时振幅和瞬时相位

由瞬时相位可得到信号的瞬时频率

如果把振幅显示在频率-时间平面上,就可以得到Hilbert幅值谱H(ω,t)

若将H(ω,t)对时间积分,可得到Hilbert边际谱

将振幅的平方对时间积分,可定义Hilbert能量,它表达了每个频率在整个时间长度内所累积的能量

将振幅的平方对频率积分,可定义瞬时能量,它提供了信号能量随时间的变化情况

1.2 地震动动力特性分析

通过HHT可做出地震信号的时间-频率-振幅图,可量化提取中心频率、瞬时相位、瞬时能量、Hilbert能量、最大振幅对应的时频分布等动力特性,这些动力特性的量化对于结构分析、结构控制具有重要的作用.

本文将以ElCentro波为例进行地震动特性分析.将ElCentro波的地震动加速度记录经EMD分解,形成8个IMF分量和一个残余项,如图1所示.将分解得到的IMF分量实行Hilbert变换,图2为地震波的时间-频率-振幅分布图,由式(7)～(9)还可得到边际谱、Hilbert能量谱和瞬时能量谱(图3～5).

地震动特性分析如下:(1)图1表明,随着EMD分解的进行,所得IMF分量频率逐渐降低,波长逐渐增加,各IMF分量包含了不同的时间特征尺度,并用不同的分辨率显示信号特征,这种分辨率是根据信号本身的性质自适应决定的;(2)图1也显示,EMD最先分解出的几个IMF分量(c1～c6)体现了原始信号中最显著的信息,因为它们承载的能量最大,是该地震信号的优势频段.从c7开始波动的幅值都小于5 cm·s-2;依EMD的本性而言,只要有多于1个波的波动存在,EMD就能够把它提取出来.对于具体的数据资料,这些振幅很小、频率极低、波长很大的波动可能是事实存在的物理现象,也可能是由于数据采样率不够和波动衔接等原因造成的[7];(3)图3的边际谱和图4的Hilbert能量谱分别提供了对于每个频率的总振幅和总能量的量测,它们直观地显示了这个地震动的大部分能量集中在10Hz以下.图5显示,波能分布是随时间变化的,能量主要集中在0～30s.

2 基于HHT分析的地震动能量与震动效应评估依据

2.1 以地震动峰值能量的最大值(即时频密度函数的最大值)作为震动效应指标的理论

对工程设计而言,我们不但关心一次地震的总能量,我们更关心的是峰值能量的最大值,即在某种平均意义下(单位时段单位频率范围内)的能量的最大值,因为这一能量值最终必将在地震过程中转移,并被结构所吸收、平衡或转换成耗散能,如果结构的瞬时最大耗能不能满足地震动峰值能量的最大值这一要求,将对结构的损伤和破坏产生重大影响.所以,不单是地震总能量,而且与地震总能量一样,也包括单位时间单位频率内地震所具有的最大能量密度函数,对结构设计是十分重要的,它表征了地震破坏能力的大小.尽管受Heisenberg测不准原理[8,9,10]的限制,非平稳随机信号的时-频空间某一点的瞬频或瞬时能量密度在物理意义上并不存在,但当在(频率,时间)平面上以频率间隔Δω,时间间隔Δt的累积能量密度还是应当存在,当地震动某单位时段单位频率范围内累积能量密度值达到最大时,就认为地震动峰值能量达到了最大值.这种时频密度函数,在Hilbert变换空间可表达为

式中为圆频率ω对振动频率f之间的转换系数.

式(10)表明地震动的峰值能量值E是与幅值、频率、持时三要素都密切相关的综合性指标:(1)幅值越大,能量越大,能量密度函数值也越大;(2)对频率而言,在相邻频率上连续具有较高能量的地震波,其能量和能量密度函数值较大,其破坏能力也越大;(3)持时越长,累积能量也越大.这一特征值指标对不同的地震波具有绝对可比性,因此以地震动峰值能量的最大值(即时频密度函数的最大值)作为评估结构震动效应指标之一是可行的.

2.2 以地震动峰均比系数作为震动效应指标的理论

2.2.1 地震波的平稳度(the degree of stationary,DS)定义平稳度为[11]

式中,n(ω)为平均边际谱,即.

式(11)可修改为另一种形式的统计平稳度[12](the degree of statistic stationary,DSS)

其中指ΔT时段内的平均值,将平稳度定义为角频率ω的函数,有助于说明在某些频率下信号可以是长期平稳,但局部是非平稳、跳跃的,同时,引入时段ΔT的概念后,有利于衡量非平稳信号在某一较长数据长度时可能是平稳的,而在代表性的计算时间长度变短时,过程是瞬态的或局部突变的.

平稳度DS(ω)或DS(t)虽然能反映信号对均值的涨落,但它仅仅是能谱方差概念的变形,按DS(ω)或DS(t)方式定义的平稳度概念,特别是DS(ω)缺少工程实用意义.如果以频率-时间平面为自变量定义域来观察幅-频-时三维分布图,并以(Δω,Δt)平面网格来划分自变量平面,无疑同样可以找到有能量意义的二维平稳度指标,即首先定义二维平面上信号的均值,均方根分别为

这样,对每一个非平稳且包含着多种频率成分的宽带地震动而言,就有了一个统计其涨落特性的综合指标,这一指标不是只对频率或者只对时间的单一因素指标,而是与其能量特性明确相关的综合物理量以此来代替上文的DS(ω)和DS(t)的功能.

2.2.2 地震波的峰均比特征的峰值系数(crest factor)

为了对不同地震动信号作归一化比较,在本文中引入新的更能反映非平稳信号峰均比特征的峰值系数,它定义为最大信号幅值与均方根之比的10倍自然对数,即

式中取对数的目的是为了能够适应大多数工程非平稳信号的变化范围.

有了峰值系数CF,对不同的地震波的涨落特性(平稳度)就有了相对可比性.地震波的峰均比特征的峰值系数指标分析如下:在相同的能量密度函数的情况下,地震波峰值系数CF越大,说明离差系数σ越小,能量更加集中,地震的破坏性越大,而在相同的离差系数的情况下,CF值越大,能量密度函数也越大,地震的破坏力也越强.

3 算例分析

本文以目前已知的ElCentro波、Taft波、天津波、迁安波为例来计算最大时频密度函数值(地震动峰值能量的最大值)和峰值系数.考虑到地震动的非平稳间歇特性特别是在起始或结束阶段,只有超过平均能量5%的时段才能进入统计,因此对不同的地震波选取统计时段是应当完全不同的:对ElCentro地震波应当选取0～16 s,Taft地震波选取3～15 s,天津地震波选取6～18 s,迁安地震波选取1～6 s.计算结果见表1.由表1可知:(1)随着能量密度函数的值依次减少,峰值系数CF却依次增加,地震波的相对危险逐步增加.(2)地震动峰值能量的最大值就是给定的一个单位面积区域(1 Hz,1s)内,可以取得的能量的最大值,可以说,对于不同的地震波来说,峰值能量的最大值越大,它对于结构的冲击就越大,那么发生破坏的可能性也就越大.(3)峰值系数显示出来Hilbert幅值的涨落程度,它可以显示幅值的变化是否均匀.当有两个总能量一致的地震波,那么峰值系数的作用就更加明显了,峰值系数大的地震波对结构的破坏会更大.

注:表中取Δω=2π,Δt=1s

4 结论

(1)用地震动峰值能量的最大值能较全面地反映地震动震动三要素的综合作用效果:幅值越大,能量越大;对频率而言,在相邻频率上连续具有较高能量的地震波,其能量和能量密度函数值较大,其破坏能力也越大;持时越长,累积能量也越大.这一特征值指标对不同的地震波具有绝对可比性,因此以地震动峰值能量的最大值作为评估地震动震动效应指标之一是可行的.

(2)考虑到地震波的非平稳性,提出了最大信号幅值与均方根之比即峰值系数的概念.对不同的地震波的涨落特性(平稳度)就有了相对可比性,反映了非平稳数据波动剧烈的程度;当有两个总能量一致的地震波,那么峰值系数的作用就更加明显了,峰值系数大的地震波对结构的破坏会更大.因此用这一特征值来评估地震对结构破坏的大小是可靠的.

参考文献

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汽车震动仿真分析 篇8

从1886年世界第一辆汽车问世到现在,汽车工业经过了一百多年的历史。这一百多年以来,汽车工业使得人类社会生活发生了巨大的变化,成为人类文明的重要篇章。在信息高速发展的今天,汽车成为方便、快捷、安全、舒适的代步工具及货运工具,是世界上使用最为广泛、产量最多的交通工具。伴随着科学技术的快速发展、新的设计、新技术的不断应用使汽车工业的发展万象更新。与此同时,汽车工业反映时代的变化和文化发展,促进了各个技术领域的革新。

汽车在行驶时,路面起伏和发动机、传动系统和车轮等旋转部件引起汽车的振动。车辆振动改善,直接影响汽车的行驶平顺性,舒适性,操控稳定性等。汽车的振动不仅可以导致车上乘客疲劳及货物损坏,还会使得整车部件过快磨损和疲劳受损,影响汽车的使用寿命。另外,汽车的平顺性不佳,还会限制汽车动力性能和经济性能。保证汽车的振动在一定程度,以保证司机在长时间复杂的行驶及操控过程中,保持良好的心态和生理状态及准确灵敏的反应,对于影响“人—汽车—道路”系统的操作稳定性,保证行驶安全非常重要。舒适的振动频率对于乘客,不仅在行驶过程中非常重要,并且可以保证乘客到达目的地后以良好状态投入工作。之于货车来说,平顺性会影响到货物保持完好的程度。所以说,汽车的振动影响着汽车行驶平顺性,而且平顺性是现代快速,高效率车辆的一个重要指标,研究如何使汽车具有良好的振动特质,已得到汽车工程师的高度重视。

我国作为发展中国家,过去的20多年里,国民经济持续的、健康的、快速的发展,汽车工业也获得了跨越性发展,我国汽车生产能力得到了巨大的提高。近些年来,我国城市私家车保有量快速增长,高速公路及高等级公路网迅速建设,汽车的行驶里程越来越长,乘客乘车时间越来越多,汽车振动更受到汽车生产厂商和用户关注,因此,汽车振动研究具有很强的现实意义。

1、课题研究背景

1.1 研究现状

伴随着社会进步与发展,汽车已经成为了陆路运输的基本方式之一,为使乘客保持舒适,货物不会在运输过程中受到损坏,有必要对汽车振动性能进行研究。因此,自从有汽车以来,对车辆的振动分析就已经开始了。汽车震动的输入是路面的随机输入,对于机械系统随机振动,基本是从上个世纪五零年代开始的,自从上世纪的七零年代以来,因为电子计算机技术的迅猛发展,使得计算机在很多领域广泛应用,于此同时,因为快速傅里叶变换算法的发展,让随机振动的研究广泛发展。在国内,郭孔辉1976年发表在《汽车技术》中的《汽车振动与载货的系统分析及悬挂系统的参数选择》一篇文章,是最初在国内汽车学术刊物上发表过的应用随机振动理论来论述汽车随机振动的文章。该文章从理论上描述了两个自由度上的简化汽车行驶振动模型,在随机路面输入时的各种响应,从而得出了汽车在典型得实际路面上行驶时振动和载货的数学规律,并且分析了悬架参数对于各种响应的影响。之后,张洪鑫和胡子正等在1983年发表在吉林工业大学学报的《BJ-212A轻型越野车随机振动的模型计算与实验分析》一篇文章,结合了对BJ-212A轻型吉普车平顺性研究,把汽车简化成无自由度的振动系统模型,充分运用在设计阶段能够得到的一些结构参数,计算出了汽车在路面激励下的响应,王仲范在八零年代初期,论证了九个自由度汽车模型和其解的问题,理论上克服了单自由度和两自由度汽车振动模型的计算精度低,难以在汽车理论方向做深入分析论证的缺陷。

近些年来,更多专门的软件被开发出来用以进行运动分析,国外已有了多种类型的大型软件,这些软件在机械、建筑、汽车等多个工程领域中进行更加复杂的动力学分析仿真,例如一些多刚体运动学软件,但这些软件一方面价格很高,一方面,使用者出于安全考虑,应该开发自主软件。

汽车振动主要是研究“输入”-“系统”-“输出”之间的关系,并得出符合实际情况的评价。它可以由图1所示的汽车振动系统图来进行分析。系统“输入”主要由汽车以一定速度驶过随机路面不平度引起,由此产生的振动特性也是随机的。此“输入”通过轮胎、悬架、座椅等弹性元件、阻尼元件和悬挂质量,非悬挂质量组成的振动系统,传递到悬挂质量和人体,这两部分的加速度即是“输出”的振动物理量,然后依据人体对振动的响应(乘坐者的舒适程度)来评价车辆的振动特质。总的来说,即是把路面不平整度的统计学规律作为汽车振动的输入,然后利用一定的数学算法求解出与事实相一致的响应,并做出符合实际的评价。多数时候汽车振动系统的“输出”同时还要考虑车轮与路面之间的动载荷。研究分析汽车振动的目的即是要尽量控制振动的传递,使乘客不舒适的感觉控制在一定的范围之内。

1.1.1 研究方法的分类

当前,人们对于汽车振动的研究方面得出了大量的研究方案。总的来说,可分为两大类:试验研究法和理论研究法(见图2)。

(1)试验研究法

最新设计或者改装的汽车,在试制以后要对其进行振动试验,以对这些车辆振动特性进行评价。通过试验方法可以发现振动方面存在的问题点,研究产生问题的原因,并得出结构参数(车轮、悬架、座椅的刚度及阻尼)对于汽车振动的影响,所以对于汽车进行试验分析是必要的。近些年来,计算机及信号处理技术的发展为汽车试验提供了高端的测试工具和试验手段,汽车振动试验的研究按试验方法可分为三类:室外道路试验:在现实路面上进行试验,可以全面考核、评价车辆的技术性能,最主要用于真实车辆评价试验及验证试验,目前采用较为广泛。但因为道路条件难于控制,行驶受到交通状况和其它条件的诸多限制,实验结果重复性、可比性较差。

试验场试验:由各种试验路况、试验场地、试验室以及多种辅助设备组成,用以测定车辆的结构参数(及振动参数)和基本性能参数来评价车辆的各种性能,例如:经济性、动力性以及行驶平顺性等等。按预先确定的试验项目及试验规则在规定的试验条件下进行试验,实验场的试验路况模拟汽车实际行驶工况,与实际使用工况基本相同,因此可在较短的试验里程以内取得试验结果,缩短的试验时长,提高试验效率并且不会受到外界交通条件等因素的限制,可保证试验条件的一致性。

室内模拟试验:是指在实验室内应用专用试验设备(例如MTS)模拟路面实际情况对汽车进行输入激励,因此可控制试验的条件,得到的试验重复性好,但是试验设备价格相对昂贵。这种试验结果准确性更多依赖于道路工况模拟实际路面状况的准确性,因此,对于路面不平度的研究一直以来都是汽车振动特性的研究的一个热点话题。早期路面研究的试验方法之一是利用路面计,直接测量实际路面而获得路面的不平度;其二是利用传感器及磁带记录仪记录车辆所测试位置在真实路况上行驶时的振动加速度信息,之后在路况模拟机上换算获得,这个方法耗时、费用高。近几十年来,伴随着计算机与数字技术的迅速发展,室内模拟试验应用随机加载、数据自动记录及采集处理系统,模拟车辆使用工况,以提高试验精度。例如ARMA(n.m)模拟方法、Monte-Carlo法等,此方法减少了实际测试的工作量,且更好地反映出了真实路面不平整度统计特性的需求,为进一步利用计算机模拟完整汽车振动系统的时频特性打下坚实基础。

(2)理论研究法

传统理论研究方法是力求建立可完全反映客观实际的一种振动模型,利用精确算法求解出与实际相一致的响应。对应简化系统模型的微分方程,有线性及非线性之分,解法也有时域及频域的分别。近些年来,工程师在汽车振动特性研究中提出了多样的简化模型及求解过程。对于汽车振动仿真的理论研究工作,已进行了半个多世纪的奋斗,最早的研究结果于1935年发表,但汽车振动的研究工作取得比较大的进展还是在60年代中后期,在60年代中后期,伴随着电子计算机技术逐步推广,振动理论的发展和对于汽车基本的性能研究的深入,在国外对汽车性能的计算机模拟工作广泛开展,我国在这一领域起步较晚,1976年,长春汽车研究所郭孔辉在《汽车技术》上发表的“汽车振动与载货统计分析及悬挂系统参数选择”一文中,就如何提高汽车平顺性对单输入的两自由度汽车系统,定性讨论了如何合理选择悬挂参数问题,在中国这是最早发表的一篇用随机振动理论,讨论汽车的振动特性的文章。在1982年,北京工业学院,章一鸣教授等人首先把优化设计应用于汽车振动特性研究,将以上问题定量化,获取了一些悬挂参数影响车身行驶平顺性的规律及定量结果。

目前,汽车行驶平顺性计算机模拟运算,已经发展到较高的水准,它不仅能够模拟车身振动情况,而且还能同时模拟汽车整个系统其他各种振动情况,并能通过计算机模拟,确定汽车在随机路面激励情况下的振动响应特性。而路面波谱的研究成果可以使设计人员掌握路面激励的真实一手资料,这为优先预测行驶时的平顺性提供了可能性,国外在该方面己经取得了进展。

1.1.2 汽车动力学模型的研究

研究汽车振动仿真的目的是要控制车辆振动的传递,使乘客不舒适的感觉控制在一定范围,这就需要掌握汽车振动过程中各个环节的特性,即人对于振动的反应、汽车的振动系统传递特性,和作为振动情况“输入”的路面不平整度的统计学规律。要想准确的预测汽车的振动响应,首先应该建立合理的运动模型,目前主要建立的汽车震动平顺性模型有三维空间八自由度、二维空间五自由度、三维空间七自由度,整车三维空间十三自由度模型、整车三维空间十五自由度模型,二维空间十五自由度模型以及将车辆简化为十自由度运动学模型等。通常来讲,若自由度选择符合车辆力学特性,自由度数量越多,仿真的结果就越接近汽车实际振动状况。整车模型因为考虑到整车所有轮胎、悬架等挠性元件之间的藕合作用,较四分之一模型、二分之一模型更为准确。然而,自由度越多,所需测定的有关参数就越多,困难是有些参数在新车设计阶段不能够准确测定(例如结构刚度,结构阻尼等),这样就会带来计算误差。此外对于研究行驶平顺性来说,由路面凹凸激起的各种振动成分作用也会有大小及主次之分。从试验基础得知,车身地板左右及前后振动很微弱,对平顺性影响不到3%,所以构造模型时忽略这些自由度引发的误差并不会比利用粗略参数代入的更多自由度数学模型更大,但在应用中,却节省了很多参数测定工作。因此,从实用性观点出发,确定力学模型自由度时,应该比较这几种不同模型以找到既满足工程精度又不会太复杂的一种。国外在研究牵引车(挂车)振动问题时曾经用3、6、19三种不同的自由度模型进行了比较,最终认为6自由度模型已具有足够的精度,较为实用。另外,国内研究中,文献使用五自由度,八自由度,十自由度模型进行了计算发现,八自由度的模型已足够准确。国外对于乘用车的分析说明,简单的单轮模型也能够较为准确的反应出车辆基本行驶特性。

1.1.3 研究汽车振动的意义和影响特性

汽车振动的特性是车辆行驶平顺性的一个重要的指标,汽车振动特性研究主要是为了提高汽车行驶平顺性,提高乘坐舒适度,行驶平顺性的评价方法和指标优化意义重大。

因为平顺性的评价涉及到人的乘坐感觉,而人的感觉又是主观因素,所以评价起来非常复杂。据优化标准和目标函数的选择不同,总结出的评价方法及准则较有响应的是Dieckman的K系数法,Janeway法则,前二者的试验都是振动台上以正弦振动模式进行输入的,很难用它们评价随机振动的车辆平顺性;Pradko和Lee提出的能量吸收功率法(Absorbed Power)“吸收功率”为一量化值,输入到人体各方向的吸收功率值可以直接累加;Griffin教授提出的“总体乘坐值法”(1986),该方法比较全面,适用场合比较广;国际标准化组织在1974年颁布了IS02631了最初版本-《人体承受全身振动评价指南》中,推荐的1/3倍频率带分别评价法、总加权值评价法及其评价指标目前已被普遍应用,这一标准被不断修改并完善。目前最新舒适性评价标准是于1997年公布的IS02631-1:1997 (E)-《人体承受全身振动评价-第一部分:一般要求》。该标准对于评价长时间段作用的随机振动及多输入点,多轴向振动环境对于人体的影响,能与主观感觉更好的相符合。中国也依据国家标准制定出了相应国家标准,例如GB/T13442-92《人体全身振动暴露的舒适性降低界限和评价标准》、GB 4970-96《汽车平顺性随机输入行驶试验方法》、《汽车平顺性脉冲输入试验方法》、《汽车平顺性感觉评价试验方法》等。

1.1.4 路面不平整统计学特性研究

汽车主要激励源来自路面,路谱研究成为汽车平顺性研究的重要的基础工作。国内当前采用的,是国际标准协会在文件ISOlTC108/SC2N67中提出的“路面不平度表示方法草案”以及长春汽车研究所起草的“车辆振动输入-地面平度表示方法”这两个标准,利用幂函数形式路面功率谱密度描述路面特性,这两个标准可以反映出实际路面的一般工况,但是有待于进一步完善。路面特性方面,研制出了多种较为接近真实路面的路谱,特别是多种不同路面对于四轮车辆输入谱矩阵;按照路面不平度谱特性建设试验路面(目前中国已利用计算机模拟方法设计并建造了海南、襄樊等试验场,长春汽车研究所还成功研制了具有国际先进水准的双迹真实路形计)。

1.1.5 汽车振动的其它方面研究

车辆悬架、轮胎、座椅及发动机悬置等是影响车辆振动特性的主要部分。悬架方面近年来研制出半独立悬架、独立悬架及空气悬架系统等多种类悬架,对悬架中弹性元件及阻尼元件的设计也进行了大量研究,用以合理地匹配刚度参数值、阻尼参数值,以减小传递函数。工程师提出了多种参数匹配方法,把现代控制理论,特别是最优化控制、鲁棒控制、模糊控制等用于汽车悬挂系统,并且对减震器进行了深入研究并且取得了很大进展。对于轮胎的研究主要包括轮胎种类、轮胎气压的不同及轮胎包容特性对于汽车行驶平顺性的影响,进而开发出了能改善汽车平顺性的轮胎动态模型。近年来的研究表明,座椅的振动对人体振动的影响也很大,座椅刚度和阻尼对改善汽车平顺性同样有很大意义。伴随着车速的提高,发动机对于车辆的激励作用研究也在汽车振动的研究之列。

此外,车辆结构动力学及平顺性计算模拟的调查研究,动力学模型时频域响应分析,用模态参数分析理论进行汽车振动特性分析和对于整车参数动态识别的研究,座椅特性、人-椅系统动态函数识别及其改进的研究,为平顺性标准评价所用的人体模型的研发,更精密试验测试设备的生产,面向整车系统数字化虚拟样机技术的研发等。

汽车平顺性不是孤立在车辆其它性能之外的,为此在提高车辆平顺性的同时还要考虑到车辆的其它性能指数,不能盲目为了提高平顺性而忽略其它性能的发挥,应该使二者达到一个最优化的折中,这也是在研究范围之内的。

1.2 本文研究目的和意义

本文围绕汽车行驶平顺性的模型建立与仿真展开研究,提出了建模和仿真的新方法。首先要进行DASP试验,将得到的试验数据输入到所建立的整车模型中,进行整车的振动仿真,从而得到一系列仿真数据和曲线,再通过这些数据和曲线,就可以快速而有效的进行整车设计中的优化和改进。

2、结论

震动检验台设计 篇9

饲料液体酶添加设备是饲料加工厂用来向饲料中添加液体生物酶的设备,由泵室、混合检测室、计量喷涂室(干流秤)和控制室组成。

其工作流程如图1所示,饲料流量信号到达控制屏,经计算,控制屏发出指令,由泵室对酶进行流量和压力调制,同时对压缩空气的流量压力进行调制,最后酶和压缩空气汇集到喷嘴喷出。由此可见,饲料流量的精确与否,直接关系到酶的加入量。因酶的加入量是微量的,因而要求干流秤称重精度高而且稳定,但饲料加工场所震动较大,对设备的电控元器件焊接点、接插件联接可靠性及机械联接件的牢固性影响很大,经震动一段时间,如焊点开裂、接插件松动、机械联接固定的螺母松动等,造成干流秤工作故障或称重不准,这种情况在设备初期生产阶段,用户使用中出现过,为了确保干流秤工作稳定,无故障,就要把住干流秤设备检验关。为此,设计了设备震动检验台,模拟工厂环境的震动情况,在干流秤工作状态下,进行长时间震动检验,通过触摸屏,显示震动对干流秤工作的影响情况,并作自动记录,以便调整干流秤。通过震动检验,干流秤工作可靠,称重精度稳定,用户比较满意,也减少了售后服务费用[1,2,3,4,5,6]。

1震动检测台设计

震动检测台的设计思路:根据干流秤因震动出现的问题,提出总体设计要求,根据总体要求,初拟总体设计方案,分析配套的电控设计和机械设计,最后完成总体设计。

1.1总体要求

1) 模拟工厂现场的震动,震频可调,震幅为工厂安装此设备处的震幅最大值(通过多家工厂实测得出)的150%。

2) 被检设备在震动检测中的情况能自动记录。

综合以上要求,震动检测台工作流程如图2所示,控制中心控制震动台的震动频率,同时控制和检测震动台上干流秤的工作状况,并把检测情况输出,以确定此台干流秤的稳定性,并作为调整干流秤的依据。

1.2总体方案

根据震动检测设备总体要求,震动台要做到全自动加手动调整,控制和检测过程可视。

1.3电控设计

检测过程全自动,控制和检测过程可视,因此选用PLC控制,触摸屏操作。其控制流程如图3所示,震动台和干流秤分开控制,震动台可以自动或手动控制,方便震动台调频,试调频时用手动,正常循环试验用自动;干流秤设工作正常和故障指示,当震动中发生故障时,先关闭干流秤,然后关闭总电源;不管工作正常与否,震动台的工作过程和干流秤的工作过程记录都将输出。

根据干流秤震动检测控制流程,设计触摸屏,触摸屏操作方框图布置如图4所示[1,7]。

1.4机械设计

震动检验台的机械部分,主要是震动台的机械框架和激动源的选择。

a) 机械框架

震动台框架结构如图5所示,由工作台、底座、弹簧及导柱组成,工作台表面带有螺栓孔,以供固定干流秤用,工作台背面有固定震动电动机的螺孔,底座上有地脚孔用以与地面固定。干流秤的重量约25kg,干流秤底面法兰尺寸为680mm×650mm,震动工作台和底座尺寸均为1000mm×1000mm,材料为Q235钢板,厚为10mm,震动台框架高度以能安装下震动源的的高度稍高。

b) 震动源

震动源采用震动电动机,为了实现调频,采用变频方式调节震动频率。

震动电动机的选择:

激动力,要想正常震动起来,激震力要大于被震物的质量;

干流秤的质量约25kg,震动工作台的质量约100kg,再加上震动电动机自重,被震物的总质量约150kg;

考虑到震动电动机效率在50%～60%,而且要确保起震和震动强度,因此选择激震力为300kg～400kg,激震功率0.16kW～0.2kW。

综上分步分析设计,震动检测台总体方案如图6所示,,由震动检测台和控制触摸屏组成。震动台由台板、底板、震动电动机、支撑弹簧及导柱组成。台板用来放置和固定干流秤,震动电动机产生震动,支撑弹簧使工作台板上下震动不受阻碍,底板用于与地面固定,安装时,底板与地面之间加橡胶阻尼垫[8]。

2使用效果

震动检测台的检测,如图6所示,将干流秤用螺栓固定在震动台上,通上电源,启动震动台,手动从低频到高频试震,试震正常,回到低频状态后,启动干流秤,待干流秤工作正常后,启动震动台自动调频,从低到高自动循环震动。逐台检验,连续震动24h,在此基础上抽检,抽检震动检验72h。

在干流秤震动检验中,由震动引起的故障在24h连续震动检测中,检出率达到99.5%,基本上保证干流秤的工作可靠性。

3结论

干流秤生产由没有震动检验,用户使用出现故障,到设计专用震动台检验,保证了产品出厂的可靠性,提示生产机电设备者,在有震动场所使用的设备,产品检验时应作震动检验,以保证其工作可靠性。

摘要：介绍了干流秤震动检验台工作原理、组成、设计、使用及使用效果。通过使用震动检验台,解决了干流秤可靠性检验问题,把住了产品品质。对设计人员设计生产类似的产品有一定的参考作用。

关键词：干流秤,称量精度,可靠性,震动检验台,设计

参考文献

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[2]郎洪明.饲料液体酶添加设备正确安装和使用[J].新饲料,2008(11).

[3]郎洪明.饲料液体酶添加技术研究[J].饲料工业,2008(23).

[4]郎洪明.液体酶后喷涂设备及安装浅析[J].饲料广角,2006(12).

[5]郎洪明.饲料添加液体酶工艺及设备现状与发展趋势[R].杭州:全国动物营养研究开发及饲料加工应用新技术、新设备交流研讨会,2010.

[6]郎洪明.饲料添加液体酶工艺及设备选用[R].杭州:第三届全国酶制剂研究开发与综合应用新技术、新设备交流研讨会,2010.

[7]郎洪明.称重式液体酶添加设备系统设计研究[J].新饲料,2008(1).

工程爆破地震动的研究 篇10

1 爆破地震与天然地震的区别

1)爆破地震能量集中在较高频域10 Hz～150 Hz中,而天然地震则大部分集中在10 Hz以内。爆破地震与爆破性质,如炸药多少,装药结构,起爆方式以及爆破地质条件,测点到爆源距离等有关,而天然地震与此无关。2)爆破地震持续时间短,地震能量小,衰减快;而天然地震持续时间长,地震能量大,衰减慢。3)爆破地震作用在地层浅部,而天然地震作用在地层深部。4)爆破地震有明显的方向性,在相同距离的条件下,其震动强度在药包的背向最大,两侧次之,抛掷力一向最小;而天然地震则没有明确方向性。5)爆破地震震源位置,能量大小及震动的起始时间可以人为地进行控制,对一味减轻地震强度可以通过爆破技术来调整,而天然地震则无法控制。

2 爆破地震动衰减规律

对爆破地震而言,爆破地震动参数——幅值、频谱和持续时间能较全面地反映地震动的特性,但其影响因素复杂。概括来说,大致可分为三个主要方面:1)爆源特性:药量大小、爆破方式、爆区地质条件等。2)传播介质特性:地质构造和传播介质的物理力学性质等。3)局部场地条件:地形和土质条件等。国内外大量的观测结果表明,在一定的爆破方式和传播介质条件下,药量和距离对地震动的影响是主要因素,爆区地质条件、局部场地条件的影响也是明显的。因此,在爆破地震安全问题上,地震动参数与药量、距离的关系,衰减规律的试验研究,受到普遍的重视,其他影响因素也常被列为专门的项目进行研究。

地震动参数与其影响因素的关系可表示为:

H=f(爆源变量、传播介质变量、仪器特性反应)。

其中,H为地震动参数;f为非特定函数形式,爆源:药量、爆破方式、爆源及周围介质,传播介质:距离、介质性质、地质构造、局部场地条件,仪器特性:仪器失真及校正、零基线调整。

选择上述变量的确定性函数形式是相当复杂的。只能用近似的方法,选取几个主要变量,例如药量、距离等,以实测的数据为依据,进行统计分析,得出它们之间的关系。地震动的幅值参数,通常选取地面运动的加速度峰值A,速度峰值Y和位移峰值D,它们与药量Q和距离R的关系,选用常见的函数形式:

A(V·D)=KQnRm(K,m,n均为待定数) (1)

理论分析方面,根据相似理论—量纲分析结果,给出按炸药量立方根比例推算的方法,用下面的函数形式:

$A(V\cdot D)={\rm K}(\frac{Q{}^{1/3}}{R}){}^{\alpha }$ (2)

为确定式(1),式(2)中的K,m值或K,α值,以足够的实测数据进行回归分析,在分析计算方面是易于做到的。欲做出一个能代表本地区特征的、较精确的衰减规律的经验公式,需要以本地区较多的实测数据为基础,对测得数据进行统计分析,给出公式中的K,m,n值或K,α值。这些结果受到数据限制,有其适用范围,要在爆破中获取足够数量的实测数据,需要较多数量的仪器设备和较多爆破次数。当前,往往只做加速度的测量,由软件实现速度、位移时程的计算。同时,由软件实现加速度、速度、位移频谱的计算。

综上所述,欲得到一个场地爆破地震动参数的衰减规律的经验公式,需要在监测、数据处理和数据统计分析等方面做深入的工作。

在没有爆破本场区地震动衰减参数衰减规律经验公式的情况下,可以借鉴其他同类场地(同类传播介质和场地条件)的经验公式。在有条件时,最好在正式爆破前进行小药量的试验爆破,对其爆破地震效应进行监测,沿用通常的经验公式形式,寻找本地区介质的特征参数,供预测(外推)正式爆破地震动参数时参考,这种方法已被一般工程爆破所采用。实践证明,以试验爆破的监测数据,依据已有的理论和试验的结果,预估正式爆破的地震动参数,对工程爆破的安全是一种简单实用的方法。

3 爆破地震动震动强度的影响因素

1)装药量和爆心距的影响。震动强度随着装药量的增加而增大,随着爆心距的增加而减少。2)爆破作用指数的影响。爆破震动随着爆破作用指数的增大而减小。3)爆区地质条件的影响。硬岩、含水岩层的震动往往大于软岩。不含水的岩层震动,顺岩石层理总比逆岩石层理震动大,不同岩石的震动强度也不一样。4)装药结构的影响。采用不耦合装药能降低振动的速度;采用空气间隔装药时,振动可减少10%～30%。5)爆破微差间隔的影响。微差时间间隔t>9 s时,振动强度与微差时间无关;在保持孔距和最小抵抗线乘积不变的情况下,大孔距较小孔距的振动速度小。

4工程爆破地震中的措施

对于工程场地土石方爆破的基本要求是:在一定的工期内,按规定的技术要求完成一定数量的土石方开挖,保证场地岩(土)基的完整性,最低的消耗成本,保证安全。

工程爆破与安全有关的主要因素有三:1)飞石;2)空气冲击波;3)爆破地震动。其中爆破引起的地震效应较为复杂,一直为人们所关注。

对此,国家颁布了国家标准,GB 6722-2003爆破安全规程,对爆破地震安全距离做出三点规定,其主要内容可概括为:1)对主要类型的建(构)筑物地面质点安全震动速度峰值给出规定。2)给出爆破地震安全距离的计算公式形式。3)规定在特殊建(构)筑物附近或爆破条件复杂地区进行爆破时,必须进行必要的爆破地震效应的监测或专门试验,以确保被保护物的安全性。

在特殊情况下,进行监测和专门试验的主要内容为:1)对爆破进行地震效应观测,以爆破药量变化和距离的变化了解场地地震波传播特性,给出场地地震动参数衰减规律的经验公式。2)试验研究不同爆破方式对地震动参数的影响。3)试验研究减震措施及减震效率。4)试验研究分段微差爆破的震动叠加、等效药量与地震动参数的关系。5)在重点部位设置监测仪器,记录爆破地震效应数据,以实测数据及其分析结果,审查爆破设计,以达到指导设计、调整爆破参数的作用,确保保护对象的安全。6)对重要结构进行监测、分析结构动态参数。

5结语

1)关于爆破地震安全问题,GB 6722-2003爆破安全规程,已做出明确的规定。其中给出的安全阔值和安全距离的经验公式只是针对一般情况下的爆破,而在特殊建(构)筑物附近或爆破条件复杂地区进行爆破,必须进行必要的监测和专门试验。

2)与安全相关的爆破地震动参数包括幅值、频谱和持续时间等。影响爆破地震动的因素较多,爆破监测和专门试验的任务就是要找出这些影响因素,以达到保障安全的目的。

摘要：简述了爆破地震与天然地震的区别,研究了爆破地震动的衰减规律,探讨了爆破地震动震动强度的影响因素,阐述了工程爆破地震中的措施,以达到保障安全的目的,对从事爆破工程的人员有一定的参考作用。

关键词：工程爆破,地震,衰减规律,安全

参考文献

[1]GB 6722-2003,爆破安全规程[S].

[2]张学亮,黄书棠.爆破地震效应[M].北京:地震出版社,1981.

[3]张志呈,胡健,张渝疆,等.爆破地震波在地层介质中产生的能量集中效应[J].矿业研究与开发,2004,5(10):29-30.