如何在结构的不同位置施加不同的加速度
振动参数对果树采收影响的试验研究
振动参数对果树采收影响的试验研究范雷刚;王春耀;刘梦霞;罗建清【摘要】From tree fruit harvest actual requirement , to solve the problemof the continuous mechanical vibration picking the tree class fruit trees , this paper introduces the continuous vibration effect in the process of fruit harvested testing the effect of vibration , electric vibration test system to clamping of fruit tree trunk different positions , different types of the excitation vibration experiments , using dynamic signal test and analysis system for data collection and output , to get the fruit trees at different positions under different vibration frequency and amplitude of acceleration data and curve , and analysis and comparison .Results show that when the distance and holding the position of the main fruit trees fixed end to 60 cm, vibration test system output frequency of 25 hz, the vibration displacement is 5 mm, fruit trees get acceleration is bigger;The relative acceleration between the branches and fruit also larger;For the research of vibration picking device to provide necessary theoretical basis .%从乔木类果品采收实际要求出发，旨在解决乔木类果树的连续机械振动采收问题。
hypermesh技巧总结
有限元仿真经验技巧总结1. 装配体接触面之间如何使节点对齐？法一：通过实体切割，产生对齐的实体轮廓线，划分网格时自动对齐。
法二：两实体通过布尔运算合并，然后切割划分网格。
法三：各自划分网格，然后节点合并（ equivalence ），然后分离（ detach ）。
法四：投影 project法五：两实体接触表面网格若不对齐，可以通过选取它们的面网格来进行节点对齐。
2. 如何删除重复的单元？首先，把重复单元节点合并；然后， tool/check elems/duplicates,save failed ；最后， delete/elems, 选择 retrieve , 即可删除重复单元。
3. 切割实体划分实体单元时，如何保证每一块都是可映射的，即可划分的？最好是保证实体每个面只有边界线，面内无其他切割实体边界线。
其次是只有一个面内有边界线。
4. 如何快速创建节点？按住鼠标左键在边界线拖动，直至边界线变亮时松开，点击就出现节点。
5. 如何镜像实体或单元？Tool/reflect, 选中实体或单元， duplicate , 镜像平面， OK.6. 对于较规则的实体，快速生成六面体单元的方法有哪些？1）对于较规则的方形体，可以在其中一面上 automesh ，然后直接 solidmap/one volume 划分。
或者由二维面网格 linear drag 生成。
2）对于可旋转的规则环形体，确定其中一面二维网格，然后 spin 。
3）对一般的六面体，需要先确定的相对面的面网格，要保证数量一致，然后通过 linear solid.7. 对于分散对称的载荷施加区域，如风机轮毂上的载荷，塔筒截面上的载荷，怎么加载简单有效？创建中心质点 Mass21 ，赋予其很小的质量，适用静力加载、小变形，不考虑转动惯量。
然后把中心质点和受力区域节点，建立柔性连接 rbe3 ，可以传递力和力矩，耦合六个自由度。
对于实体单元之间建立刚性连接 CERIG, 如螺栓与螺母之间的绑定接触，所有节点不产生相对位移，只产生刚体运动，只需耦合 3 个平动自由度，适用小变形。
建筑结构试验--2
重力加载图示：
构件标志长度l
≥50mm ≤l/5 加载重物
试件 支座
杠杆加载
保护块
杠杆加载有放大荷重的效果，并且在结构变形时，荷载保持恒 定，对持久试验尤为适合。
重物加载的优缺点 （1）优点：设备简单，取材方便，荷载数值稳定， 加载形式灵活，不因试验过程中结构的变形或徐变而减 小，适用于长期均布荷载和静载试验，采用杠杆间接重 力加载，对持久荷载试验及进行刚度和裂缝的研究尤为 合适。因为荷载是否恒定，对裂缝的开展与闭合有直接 影响。 （2）缺点：产生的荷载值小，操作笨重，占用面积 大，用堆载法时，一旦结构物达到极限后，因荷载不随 结构变形而自行卸载，容易发生安全事故。
选择试验荷载与加载方法时，应满足以下几项要求： ①选用的试验荷载的图式应与结构设计计算的荷载图式所产生的内 力值相一致或极为接近； ②荷载传力方式和作用点明确，产生的荷载数值准确稳定，特别是 静荷载要不随加载时间、外界环境和结构物变形而变化，保证荷载量 的相对误差不超过±5%； ③静载试验便于分级加载和卸载，能控制加、卸载速度，荷载分级 的分度值要满足试验量测的精度要求； ④加载装置本身要安全可靠，不仅满足强度要求，还必须按变形条 件来控制加载装置的设计，即满足刚度要求。防止对试件产生卸载作 用而减轻结构实际承担的荷载； ⑤加载设备要操作方便，便于加载和卸载速度，又能适应同步加载 或先后加载的不同要求； ⑥试验加载方法要力求采用现代化先进技术，减轻体力劳动，提高 试验质量。
电液伺服振动台的组成：由台体结构、液压驱动和动力系 统、控制系统、测试和分析系统组成。 台体结构：台面具有一定尺寸的平板结构（同济4*4m，日本原 子能工作试验中心是15*15m） 液压驱动和动力系统：按照振动台的单向（水平或垂直）、双 向（水平--水平或水平--垂直）或三向（二向水平--垂直）运 动。液压驱动系统是给振动台以推理，各向加载器推力取决于 可动质量的大小和最大加速度的要求。常用电液伺服系统来驱 动。 控制系统：分为模拟控制方法和数字计算机控制方法。 模拟控制方法：有位移反馈控制和加速度信号输入控制两种。 数字计算机控制方法：采用计算机进行数字替代的补偿技术。 可由计算机将台面输出信号与系统本身的传递函数（频率响应） 求得下一次驱动台面所需的补偿量和修正后的输入信号。经过 多次迭代，直至台面输出反应信号与原始输入信号之间的误差 小于预先给定的量值，即完成了迭代补偿并得到满意的期望地 震波。
六自由度机器人运动学及主要构件的有限元分析
第6期2021年2月No.6February ，2021六自由度机器人运动学及主要构件的有限元分析摘要：文章以六自由度机器人为研究对象，根据实际的作业情况，对机器人进行运动学分析以及主要构件的有限元分析。
运动学分析分为正运动学分析和逆运动学分析，解决的是机器人的手臂转向何方，分析的是手部的速度、加速度和位移。
有限元分析主要是机械系统静力学分析。
对主要构件建立模型、模型简化、网格划分，根据危险工况的受力情况，分析了各构件的应力、形变等性能，确保结构设计合理。
对于工业机器人机械结构、传动等方面，运动学和有限元分析能够判断整机设计是否达到设计目标，对结构件的优化设计具有重要的意义。
关键词：六自由度；机器人；运动学；有限元分析中图分类号：TP242.2文献标志码：A 程锴（南京以禾电子科技有限公司，江苏南京210039）作者简介：程锴（1981—），男，江苏南京人，工程师，硕士；研究方向：电子产品总体结构设计。
江苏科技信息Jiangsu Science &Technology Information引言在当前科学技术不断进步和快速发展的背景下，很多先进的技术手段被广泛应用在各个领域中［1］。
特别是机器人在工业中得到广泛的应用，在实际运行过程中，类似于码垛搬运的六自由度机器人在搬运货物中节省大量劳动力，但安全性与可靠性一直备受考验。
因此，本文主要对六自由度机器人进行运动学和静力学分析［2］。
机器人运动学研究解决的是机器人的手臂转向何方，分析的是手部的速度、加速度和位移。
运动学方程是进行机器人位移分析的基本方程，也称为位姿方程。
机器人运动学分为正运动学分析和逆运动学分析。
正运动学是机器人运用各个关节角度、各个构件车长度等已知条件来判断末端执行器在三维空间中的位置；而逆运动学正好相反，它解决的是机器人需要如何运动才能使得末端执行器到达指定位置这一问题。
静力学分析用来分析结构在给定静力载荷作用下的响应。
SMD贴装设备结构种种
SMD贴装设备结构种种之比较1.引言SMT组装厂在投资判断新贴装设备的能力时，设备的制造成本(COP)及适应性是两个重要因素。
目前，SMD贴装设备类型众多，令人迷惑。
本文通过SMD贴装设备结构的特征，制造者能正确判断在特定生产环境的设备能力，并对不同类型贴装设备在各种应用要求的适应性进行比较。
2.贴片机的基本结构2.1X-1 , Y-1 , Y-2 结构X-1 , Y-1 , Y-2三种结构十分类似，Y-2是两台Y-1简单安装在一个基座上。
上述三种结构的贴片基本构件有：单个或双架空梁架上装有多个贴装头，现在大多数设备在吸持与贴装之间配置飞行对中’(On-the-fly )光学视觉检测系统。
梁架的两边配置安装送料器件装载量不受限制的优点。
吸持与贴装操作同时进行，又节省为器件对准梁架的运动，提高了系统SMD 的贴装产量。
PCB单向传动轴的运动与梁架伺服系统增强了贴装精度，Y-1建成通过式或T形结构，可与SMT流水线灵活组合。
这种结构的缺点有：相对长的梁架行程对贴装产量起到负面影响，中贴装过程中，PCB的运动对板上先巾SMD器件上施加一个加速度力。
对小型尺寸器件贴装对准吸持，必需配置智能电动送料器。
华夫盘送料器需要配置往复梭或行列检拾装置。
设备占有生产场地面积较大。
Y-2贴片机，需要两边进行操作。
Y-1贴片机在同一个导轨上安装两个往复梭装置为避免碰撞及Y-2贴片机复杂的PCB装载都会给贴装时间带来损失。
2.2转塔结构塔结构是高速贴片机(Chipshooting )最常见的一种贴片机结构。
在理想条件下，这种结构贴片机的SMD贴装产量达到40cph.设备通常配置12-24个贴装头，每个贴装有3-6个吸嘴，能在飞中(On-the-fly )更换。
从运动的送料台上吸持器件，同时在转塔的相对面贴装器件。
PCB 固定在X/Y轴向运动将PCB对准需要贴装的位置。
器件吸持检查，器件予旋转，视觉检查，对准最种旋转定向定位等操作都同时发生在器件吸持与器件贴装之间有些转塔结构贴片机配置一种组合送料器库，能向贴装头送给铁装器件，同时，装载区快速更换送料器。
仿生螃蟹所需的理论计算
仿生螃蟹所需的理论计算在这篇论文中，作者提出了一种可模仿、可控制和可感知的螃蟹。
该研究报告于2019年7月在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上发表。
螃蟹的设计可以在仿生螃蟹(Camera Bird)上实现。
在螃蟹体内有一个类似螃蟹脚的小型机械臂。
它能够在机械臂上旋转以获得动作。
机械手可以控制机械臂的移动方式，例如在原地旋转或向前旋转。
机械臂具有许多不同的运动模式（例如抓握和旋转）以及在机械臂上旋转时施加不同加速度的能力（例如在振动条件下施加更大的加速度）。
该研究中涉及一种由纳米尺度下可实现可感知的螃蟹结构组成的原型。
该研究结果发表在《机器人研究》上(Advanced Materials Letters)。
1.设计原理仿生螃蟹的基本概念是以一种独特的方式将纳米结构与生物材料结合在一起，其纳米结构可以像螃蟹脚一样由多种不同的方式灵活移动，并具有自驱动功能，因此可以产生独特且响应更加精确的驱动反应，并且具有高灵敏度、高响应能力、高精度等特点。
根据设计，仿生螃蟹由三部分组成，它们是仿生脚（通过一条腿向后伸展并与另一条腿形成折叠),两个关节相互配合以完成从伸直到弯曲（类似螃蟹）的转变。
它们被纳米结构限制并形成微型圆环(Camera Bird)。
两个关节可以一起旋转（一个旋转为180°，另一个旋转为180°）。
为了保证良好的机械性能，他们必须具有良好的刚度，以保证在转动过程中能够正确地承受压力以保持所需力量。
该结构由两个圆环固定在一起，并形成了一个圆环，该圆环与两个关节配合以产生运动。
为了控制所需动力，该设计通过其具有自驱动功能的机器人手控制其扭矩。
通过控制机械手的每个转动角速度及旋转角度（以0°为单位）来完成这些任务。
2.基本设计螃蟹有许多不同的表面，但总体而言，大多数表面都具有特定的形状。
为了模仿螃蟹的四足步行能力，螃蟹有四条腿，包括两条腿部，三条小腿和一条小腿。
螃蟹腿由八块光滑均匀的碳化硅基片组成，它们具有光滑表面的碳化硅纳米片(MoSiC)。
《工程荷载与可靠度设计原理》课后思考题及复习详解(1)解析
《工程荷载与可靠度设计原理》---课后思考题解答1 荷载与作用1.1 什么是施加于工程结构上的作用？荷载与作用有什么区别？结构上的作用是指能使结构产生效应的各种原因的总称，包括直接作用和间接作用。
引起结构产生作用效应的原因有两种，一种是施加于结构上的集中力和分布力，例如结构自重，楼面的人群、家具、设备，作用于桥面的车辆、人群，施加于结构物上的风压力、水压力、土压力等，它们都是直接施加于结构，称为直接作用。
另一种是施加于结构上的外加变形和约束变形，例如基础沉降导致结构外加变形引起的内力效应，温度变化引起结构约束变形产生的内力效应，由于地震造成地面运动致使结构产生惯性力引起的作用效应等。
它们都是间接作用于结构，称为间接作用。
“荷载”仅指施加于结构上的直接作用；而“作用”泛指使结构产生内力、变形的所有原因。
1.2 结构上的作用如何按时间变异、空间位置变异、结构反应性质分类？结构上的作用按随时间变化可分永久作用、可变作用和偶然作用；按空间位置变异可分为固定作用和自由作用；按结构反应性质可分为静态作用和动态作用。
1.3 什么是荷载的代表值？它们是如何确定的？荷载代表值是考虑荷载变异特征所赋予的规定量值，工程建设相关的国家标准给出了荷载四种代表值：标准值，组合值，频遇值和准永久值。
荷载可根据不同设计要求规定不同的代表值，其中荷载标准值是荷载的基本代表值，其它代表值都可在标准值的基础上考虑相应的系数得到。
2 重力2.1 成层土的自重应力如何确定？地面以下深度z处的土体因自身重量产生的应力可取该水平截面上单位面积的土柱体的重力，对于均匀土自重应力与深度成正比，对于成层土可通过各层土的自重应力求和得到。
2.2 土压力有哪几种类别？土压力的大小及分布与哪些因素有关？根据挡土墙的移动情况和墙后土体所处应力状态，土压力可分为静止土压力、主动土压力和被动土压力三种类别。
土的侧向压力的大小及分布与墙身位移、填土性质、墙体刚度、地基土质等因素有关。
机器人动力学 雅克比-概念解析以及定义
机器人动力学雅克比-概述说明以及解释1.引言1.1 概述机器人动力学是研究机器人运动过程中的力学和动力学特性的学科，主要涉及机器人的姿态、速度、加速度、力和力矩等相关物理量。
机器人动力学一直以来都是机器人领域的关键问题之一，对于机器人的运动控制和路径规划具有重要的指导意义。
雅克比矩阵是机器人动力学中一项关键的工具，用于描述机器人多自由度系统中各关节之间的运动传递关系。
通过雅克比矩阵，我们可以计算出机器人末端执行器在给定关节角速度下的线速度和角速度，从而实现对机器人运动的精确控制。
机器人动力学的研究在实际应用中有着广泛的意义。
首先，深入理解机器人的动力学特性可以帮助我们设计出更加高效、灵活的机器人控制算法，从而提升机器人的运动精度和速度。
其次，机器人动力学的研究还可以为机器人路径规划、障碍物避障等问题提供重要的理论支持和指导。
此外，随着机器人应用领域的拓展，如医疗、教育、家庭服务等，机器人动力学的研究也将在未来发挥更加重要的作用。
总结起来，机器人动力学是研究机器人运动特性的学科，雅克比矩阵则是机器人动力学中的重要工具。
通过研究和应用机器人动力学，我们可以实现对机器人运动的精确控制，提升机器人的运动效率和准确性，并且为机器人的应用和发展打下坚实的基础。
未来，机器人动力学的研究将随着机器人技术的不断发展而不断探索新的方向，并为更广泛的机器人应用提供理论支持和指导。
1.2 文章结构文章结构部分的内容应当包括对整篇文章的组织和章节安排进行介绍。
可以按照以下方式编写文章结构的内容：2. 文章结构本文共分为以下几个部分：引言、正文和结论。
2.1 引言部分将对机器人动力学的概念进行概述，介绍机器人动力学的背景和意义。
在此部分还将阐述本文的目的和结构。
2.2 正文部分将重点讨论雅克比矩阵的概念和应用。
首先，将介绍雅克比矩阵的定义和性质，以及其在机器人动力学中的重要作用。
接着，将探讨雅克比矩阵在路径规划、运动控制和力学分析等方面的应用。
结构试验2
1、土木工程试验分类：研究性试验和检验性试验（实验目的）、静力试验和动力试验（荷载性质）、实体（原型）试验和模型试验（实验对象）、实验室试验和现场试验（试验场地）、破坏性试验和非破坏性试验（结构或构件破坏与否）、短期荷载试验和长期荷载试验（时间长短）。
2、结构试验目的：结构试验是指在结构物或试验对象上，利用设备仪器为工具，以各种试验技术为手段，在施加各种作用（荷载、机械扰动力、模拟的地震作用、风力、温度、变形等）的工况下，通过量测与试验对象工作性能有关的各种参数（应变、变形、振幅、频率等）和试验对象的实际破坏形态，来评定试验对象的刚度、抗裂度、裂缝状态、强度、承载力、稳定和耗能能力等，并用以检验和发展结构的计算理论。
3、生产性试验和科研性试验目的：科研性试验目的在于验证结构设计的某一理论，或验证各科学的判断、推理、假设及概念设计的正确性，或者是为了创造某种新型结构体系及其计算理论，而系统地进行试验研究；生产性试验目的是通过试验来检验结构构件是否符合结构设计规范及施工验收规范的要求，并对检验结构作出技术结论。
4、静力试验和动力试验区别：“静力”一般在试验过程中，结构本身运动的加速度小型（惯性力效应）可以忽略不计，而动力试验要考虑。
5、短期试验和长期试验区别：短期荷载试验在进行结构试验时限于试验条件、时间和基于解决问题的步骤，不能代替长年累月进行的长期荷载试验，在分析试验结果时必须加以考虑；长期荷载试验即持久试验，它将连续进行几个月甚至数年，通过试验以获得结构的变形随时间变化的规律。
为了保证试验的精度，经常需要对实验环境有严格的控制。
如保持恒温恒湿，防止震动影响等。
6、实验室试验和现场试验区别：实验室试验是指在有专门设备的实验室内进行的试验。
实验室试验可以获得良好的工作条件，可以应用精密和灵敏的仪器设备进行试验，具有较高的准确度。
甚至可以人为地创造一个适宜的工作环境，突出研究的主要方面，减少或消除各种不利因素对试验的影响，常用于研究性试验。
楔环连接结构动态特性的试验与分析
楔 环 连 接结 构 是 导弹 、 鱼雷 等 产 品 中较 为常 见
迟滞 特 性 ， 综合 分 析 ， 构 中存 在 多种 非 线性 因素 ， 结 本文 研 究 对象 并 非 楔环 结 构本 身 ， 是该 结构 对 外 而
表现 出的动 力学 规律 。
的一种连接结构， 主要用于两个圆筒状结构的连接 ， 与传 统 的螺 钉 连接 方式 相 比 ， 这种 连接 方式 不仅 可
动， 量 结构 上各 测 点处 响应 ， 识 结构 固有 测 辨
型和 阻尼 ， 依 次 增 大 激励 量级 ， 固有 频 再 对 己 的变 化情 况 及不 同部位 测 点加 速度 响 应情 开 ； 究 再给 试件 施 加 不 同频 率 、 同量 级 的 正 不
表 ２是不 同激 振力 作用 下 结构 前 ２ 阻尼 比， 阶 从 表 ２中数 据 可见 ， 随着 结 构一 阶 频率 的降低 ， 一 阶 其 阻 尼 比 从 １ ７ 上 升 至 ２６ ， 阶 阻 尼 比 从 ． ９ ．ｌ 二
ｓ ｃ ８ｃ ｎａ ｔ ｃｅ ａ ｃ ｎ ｂ ａ ｉ ｎ Ｉ ａ ｄ ｔ ｅ ｉｔ ｅ ｓｒ ｃ ｕ ｅ Ｓｄ ａ ｃ ｃ ａ ａ ｔｒｐ ｅ ｉｅｙ ｂ ｅ ｒ ｔ ａ ａ ｓ ｕ ｈ ８ ｏ ｔ ｃ， ｌａ ｎ ｅ ａ ｄ ａ ｒ ｓｏ ． ｔ ｓ ｒ ｄ ｐ ｃ ｔｕ ｔｒ ’ ｙ ｍｉ ｈ ｒ ｃ ｅ ｒ ｃ ｓ ｌ ｙ ｔ ｏ ｅ ｃ ｌ ． ｒ ｉｈ ｏ ｈ ｔ ｎ ｈ ｉ ｍｅ ｎ ． Ｉ ｔｉ ａ ｅ ，ｈ ｎ ｈ ｓｐ ｐ ｒ ｔ ｅｍ ｅｈ ｄ ｏ ｘ ｅ ｍ ｅ ｔ ｌ ｄ ｌ ａｙ ｉ ｉ ｕ ｅ ｏｉ ｅ ｔ ｙｔ ｅｍｏ ａ ｐ ａ ｅｅｓ ｏ ｈ ｅｓｒ ｃ ｕ ｅ Ｔ ｅｒ ｓ ｌ ｔ ｏ ｆｅ ｐ ｒ ｉ ｎａ ｍｏ ａ ａ ｌ ｓｓ ｓ ｓ ｄｔ ｄ ｎ ｉ ｈ ｎ ｆ ｄ ｌ ａ ｍ ｔ ｒ ｆｔ ｔｕ ｔ ｒ ． ｈ ｅ ｕ ｔ ｒ ｓ ｏ ａ ｅ ｍ ｏ ａ ａ ａ ｔｒ ｆ ｈ ｔ ｃｕ ｅ ｃ ａ ｇ ｅ ｕ ａ ｌ ｔ ｈ ｘ ｉ ｎ ｏ ｃ ． ｈ ｎ ｔ ｅ ｒ ｓ ｏ ｓ ｓ ｏ ｉ ｅ ｅ ｔ ｈ ｗｓ ｔ ｔ ｄ ｌｐ ｒ ｍｅ ｅ ｓｏ ｅ ｓｒ ｔ ｒ ｈ ｈ ｔ ｈ ｔ ｕ ｎ ｅ ｒ ｇ ｌｒｙ ｗｉ ｔ ｅ ｅ ｃｔ ｇ ｆ ｒ ｅ Ｔ ｅ ｅ ｐ ｎ ｅ ｆｄ ｆ ｒ ｎ ｈ ｉ ｈ
基于冲击响应谱高速列车设备冲击环境特性分析
第53卷第5期2022年5月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University (Science and Technology)V ol.53No.5May 2022基于冲击响应谱高速列车设备冲击环境特性分析豆硕，刘志明，王文静，李强，毛立勇(北京交通大学机械与电子控制工程学院，北京，100044)摘要：为准确描述列车设备受到的冲击环境，基于冲击响应谱模型将基础冲击加速度作用到一系列固有频率变化的单自由度系统上，采用系统的最大响应间接地描述冲击载荷。
首先，对半正弦、梯形、前峰锯齿和后峰锯齿等经典脉冲型冲击加速度进行响应谱分析；其次，对线路实测的高速列车车体、转向架和车轴装设备的加速度振动环境，与IEC61373规范对应的半正弦冲击加速度的响应谱进行对比；最后，提出一种冲击响应谱时域合成方法，通过优化小波的幅值和相位参数使合成的冲击加速度满足目标响应谱精度要求，并反映冲击环境的方向特征。
研究结果表明：脉冲型冲击加速度具有相同的响应谱特性，在低频区，加速度响应谱斜率为6dB/Oct ，速度响应谱为水平的恒速线；在高频区，正值和负值响应谱不等，在不同方向上具有不同的冲击效果；现有规范对于车体、转向架和车轴装设备存在低频过试验问题，转向架和车轴装设备同时存在高频欠试验问题，列车设备受到的均为对称冲击环境，脉冲型冲击加速度不能反映列车设备对冲击环境方向的要求；合成的冲击加速度能精确匹配目标响应谱，可以满足3dB 误差要求，更接近真实的冲击加速度瞬态波形。
关键词：高速列车设备；冲击环境；冲击响应谱；冲击加速度；时域合成中图分类号：U270.12文献标志码：A开放科学(资源服务)标识码(OSID)文章编号：1672-7207（2022）05-1843-12Analysis of shock environment characteristics of high-speed trainequipment based on shock response spectrumDOU Shuo,LIU Zhiming,WANG Wenjing,LI Qiang,MAO Liyong(School of Mechanical,Electronic and Control Engineering,Beijing Jiaotong University,Beijing 100044,China)Abstract:To accurately describe the shock environment of train equipment,the shock acceleration was applied to a number of single-degree-of-freedom (SDOF)systems with variation of natural frequency,and the maximum response of the SDOF systems was used to describe the shock load indirectly.Firstly,the shock response spectrum (SRS)characteristics of classical impulse accelerations were analyzed,such as half-sine,trapezoidal,initialpeak收稿日期：2021−09−08；修回日期：2021−12−05基金项目(Foundation item)：国家自然科学基金资助项目(11790281)；国铁集团科研计划课题资助项目(P2019J001)(Project(11790281)supported by the National Nature Science Foundation of China;Project(P2019J001)supported by China State Railway Group Co.,Ltd.)通信作者：刘志明，博士，教授，从事疲劳可靠性研究；E-mail:****************.cnDOI:10.11817/j.issn.1672-7207.2022.05.029引用格式：豆硕,刘志明,王文静,等.基于冲击响应谱高速列车设备冲击环境特性分析[J].中南大学学报(自然科学版),2022,53(5):1843−1854.Citation:DOU Shuo,LIU Zhiming,W ANG Wenjing,et al.Analysis of shock environment characteristics of high-speed train equipment based on shock response spectrum[J].Journal of Central South University(Science and Technology),2022,53(5):1843−1854.第53卷中南大学学报(自然科学版)sawtooth and final peak sawtooth shock pulse.Secondly,the acceleration response spectrum of high-speed train body,bogie and axle mounted equipment measured on the line were compared with that of the half sine shock acceleration corresponding to IEC61373specification.Finally,a time domain synthesis method of SRS was proposed by optimizing the amplitude and phase parameters of wavelet,which can satisfy the precision of target SRS and reflect the direction characteristics of shock environment.The results show that the acceleration shock pulses have the same response spectrum characteristics.In the low frequency range,the slope of the acceleration response spectrum is6dB/Oct,and the velocity response spectrum is horizontal constant speed line.In the high frequency region,the positive and negative response spectrums show that the acceleration shock pulses have obviously different shock effect in different directions.Moreover,the existing shock resistant specification for car body,bogie and axle mounted equipment have the problems of over test in the low frequency range,and bogie and axle mounted equipment have the problems of fewer test in the high frequency range.The high-speed train equipment is subjected to symmetric shock environment and the specifications can't meet the requirements of shock direction.The synthesized shock acceleration can accurately match the target response spectrum,meet the requirement of3dB error,and is closer to the real acceleration shock waveform.Key words:high-speed train equipment;shock environment;shock response spectrum;shock acceleration;time domain synthesis高速列车在全寿命服役周期中，除了受到正常工况下的稳态激励，还会经历复杂的冲击环境，如列车高速通过道岔、轨缝、变坡点等时会产生超常的冲击载荷，从而引起设备故障[1]。
振动时效基本工艺方法
振动时效基本工艺方法绵阳市重力机电设备有限公司 2008-12-05 15:06:28 作者:SystemMaster来源: 文字大小:[大][中][小]振动时效基本工艺方法振动时效的效果是通过正确的工艺方法来实现的，工艺方法包括振动频率的选择，激振点及支承点和振动时间确定等。
RSR2000（G）系列具备高度智能化的专家级软件系统，能完全自动完成振动时效工艺的整个电控过程，包括主振和副振频率的选择，时效处理的时间确定和区分不同类型结构件的工艺过程等，能提供相当准确的加工资料和符合标准的曲线。
可完全消除人为误差和避免因操作疏忽而造成不可挽回的损失。
由于在实际运用中，不同的结构件有着不同的工艺方法，经验的积累是完成工艺工作必不可少的事，在本篇中介绍的基本工艺方法可供参考。
但要提醒各位的是RSR2000（G）系列完善的软件控制系统具备在各种情况下（包括外部工艺即激振点和支承点选择不适当）可自动调节完成振动时效工艺过程的电控操作过程，并且取得最佳的处理效果。
以下就振动时效工艺的基本方法简要介绍，供在实际操作中使用手动和半自动时的参考。
一、基本工艺参数1、振动频率的选择振动时效是在激振器所产生的周期性外力——激振力的作用下在某一频率使金属结构件共振，产生足够的动应力来致使内部残余应力消除或匀化来达到时效目的。
每一种金属结构件均有几种不同振型的共振频率，与结构件本身的形状、重量、材质和结构钢性等因素有关。
振动时效设备在一定的频率范围内通过扫频可检测出不同振型的数个共振频率（即出现振动最大的峰值频率），在正常情况下RSR2000（G）会自动选择最佳的共振频率为主振频率（其振型称为主振振型），为补充主振振型的不足，在5%的情况下还需选择与主振型不同的另一次低共振频率为附振频率（其振型称为附振振型）。
RSR2000（G）系列设备对主振频率和附振频率的选择是由软件完成的，其选择准确性高并且避免了人为因素造成的加工效果不佳等。
结构地震反应的分析方法与理论
结构地震反应的分析方法与理论随着人们对地震和结构动力特性认识程度的加深，结构的抗震理论大体可以划分为静力分析、反应谱分析和动力分析三个阶段。
2.2.1静力分析理论水平静力抗震理论[25]始创于意大利，发展于日本。
该理论认为:结构所受的地震作作用可以简化为作用于结构的等效水平静力，其大小等于结构重力荷载乘以地震系数，即： /F G g kG =α= (2.1)静力理论认为结构是刚性的，故结构上任何一点的振动加速度均等于地震动加速度，结构上各部位单位质量所受到的地震作用是相等的。
它忽略了结构的变形特征，没有考虑结构的动力特性，与实际情况相差较远。
随着工程抗震研究的发展，对地震认识的深入，此法已经淘汰。
2.2.2反应谱理论上世纪40年代以后，由于计算机技术的应用，在取得了较多的强震记录的基础上，产生了反应谱理论。
反应谱分析方法[25][26]是一种将模态分析的结果与一个已知的谱联系起来计算模型的作用效应的分析技术。
反应谱是指单自由度体系最大地震反应与结构体系自振周期的关系曲线。
为了便于计算，《抗震规范》采用相对于重力加速度的单质点绝对最大加速度，即/a S g 与体系自振周期T 之间的关系作为设计用反应谱，并将/a S g 用α表示，称为地震影响系数，如图2-5所示。
单自由度弹体系水平地震反应微分方程为：()()()()0mx t cx t kx t mx t ++=- (2.2)由上式得:()()()()0m x t x t k x t c x t-+=+⎡⎤⎣⎦ (2.3) 上式等号右边的阻尼力项()cx t 相对于弹性恢复力项()kx t 来说是一个可以略去的微量，故：()()()0m x t x t kx t -+=⎡⎤⎣⎦ (2.4)由反应谱理论，水平地震作用为：/a a F mS S gG G ===α (2.5)/a S g α= (2.6)α——地震影响系数；a S ——质点的绝对最大加速度；图2-5 地震影响系数α曲线Fig.2-5 seismic influence coefficient α vurves上升阶段 ()max 0.45 5.5T α=+α (00.1T ≤≤) (2.7) 水平阶段 α=max α (0.1g T T <≤) (2.8)曲线下降段 max g T T γ2⎛⎫α=ηα ⎪⎝⎭(5g g T T T <≤) (2.9) 直线下降段 ()max 0.25g T T γ21⎡⎤α=η-η-α⎣⎦ (5 6.0g T T <≤) max α——地震影响系数最大值；g T ——场地特征周期。
建筑结构试验简答
结构静力试验？答：一般是指在不长的时间内对试验对象进行平稳的连续加载，荷载从零开始一直加到结构构架破坏或到达预定荷载，或是在短时间内平稳地施加假设干次预定的重复荷载后，再连续增加荷载了解结构构件破坏。
结构静力试验加载设计包含：加载制度和加载图示。
加载设计的目的：在试验中模拟结构的实际荷载情况，提出与结构的实际荷载相似的加载制度和加载图示。
加载制度取决于：不同的试验对象和试验目的荷载量分级大小和分级多少，可依据：试验目的，试验期限，结构类型。
开裂试验荷载作用下，构建裂缝的出现与恒载时间有关。
混凝土加载时间，每级延续时间不少于10min，钢结构可少于10min。
科研性恒载30min，成产性不少于10min，结构构架受荷载作用后的剩余变形是说明结构工作性能的重要指标。
钢筋混凝土梁板构件的生产性鉴定：只测量1、构件的承载力2、抗裂度3.各级荷载小的挠度及裂缝开展情况研究性试验：除1、承载力、2抗裂度3、挠度和裂缝观测外，还测量构件某些部位的应力，以分析构件中该部位的应力大小和分布规律裂缝的测量包含：1、确定裂缝的位置和时间2、描述裂缝的开展和分布3、测量裂缝的宽度和深度梁工作性能的重要指标是由：转角和曲率反映的。
柱或压杆可以采纳正位或卧位试验。
屋架试验一般采纳正位试验。
偏心受压构件的偏心距：为物理中心到作用线中心的距离。
数据采集错误的原因：答：1、仪器参数设置错误而造成的数据出错2、人工读数时读错3.人工记录的笔误4、环境因素造成的数据失真5、测量一起的缺陷或安排错误造成而定出错6、测量过程遭到干扰。
1、结构静力试验有什么特点？答：结构静力试验中，加载速度很慢，结构变化也很慢，可以不考虑加速度引起的惯性力，不考虑由于加载速度快、结构变形快而产生的效应。
结构静力实验时，为什么要采纳分级加卸载？答：1.可操纵加载速度2.便于观测结构变形随荷载变化的规律3.可以了解结构各个阶段的工作性能4.分级加卸载为加载和观测提供了方便条件。
结构动力学简答题
结构力学简答题1、结构动力分析的目的：是确定结构在动力荷载作用下的内力和变形，并通过动力分析确定结构的动力特性。
1、动力荷载的类型：（1）是否随时间变化:静荷载和动荷载（2）是否已预先确定：确定性荷载和非确定性荷载（3）随时间变化的规律：周期荷载：简谐荷载和非简谐周期荷载；非周期荷载：冲击荷载和一般任意荷载。
2、结构动力计算的特点：（1）动力反应要计算全部时间点上的一系列解，比静力计算复杂且要消耗很多的计算时间。
（2）由于动力反应中结构的位置随时间迅速变化，从而产生惯性力，惯性力对结构的反应又产生重要影响。
3、结构离散化的方法：集中质量法、广义坐标法、有限元法。
本质是无限自由度问题转化为有限自由度的过程。
4、有限元法：（1）与广义坐标法相似，有限元法采用了形函数的概念，但不同于广义坐标法在全部体系上插值，而是采用了分片的插值，因此形函数的表达式可以相对简单。
（2）与集中质量法相比，有限元法中的广义坐标也采用了真实的物理量，具有直接、直观的优点，与集中质量法相同。
5、广义坐标：能决定质点系几何位置的彼此独立的量。
选择原则：解题方便。
6、动力自由度：结构体系在任意瞬时的一切可能的变形中，决定全部质量位置所需的独立参数的数目。
动力自由度不完全取决于质点的数目，也与结构是否静定有关。
静力自由度：确定体系在空间中的位置所需的独立参数的数目。
前者是由于系统的弹性变形而引起的各质点的位移分量，后者是指结构中的刚体由于约束不足而产生的刚体位移。
7、有势力：（1）每一个力的大小和方向只决定于体系所有各质点的位置。
（2）体系从某一位置到另一位置所做的功只决定于质点的始末位置，而与路径无关。
（3）沿任何封闭路线所作的功为零。
8、实位移：如果位移不仅满足约束方程，而且满足运动方程和初始条件，则称为体系的实位移。
可能位移：满足所有约束方程的位移称为体系的可能位移。
虚位移：在某一固定时刻，体系在约束许可的情况下产生的任意组微小位移。
基于Ansys_Workbench_的平头塔式起重机臂架结构优化分析
基于Ansys Workbench的平头塔式起重机臂架结构优化分析黄江涛 高崇仁 王国涛 田星宇 周芳宇太原科技大学 太原 030024摘要：由于臂架是平头塔式起重机质量占比较大的结构，对整机的性能影响至关重要，故对臂架结构进行优化设计可大大提高整机的工作性能。
为此，文中采用许用应力法完成对平头塔式起重机臂架结构的初步设计计算，并对整机工作环境进行分析，了解起重臂架的工况，并使用Ansys Workbench软件对臂架进行静力学分析，以通过求解得到的应力云图和形变云图验证臂架结构设计计算的强度和刚度。
另外，对起重臂架进行模态分析，获取结构自身前六阶的固有频率和振型，为结的故障诊断和预警提供了可靠的理论依据。
在保证结构强度和刚度的前提下，通过对起重臂架各弦杆截面进行优化，从而降低臂架自重，提升材料的利用率，为起重臂架的轻量化设计提供参考思路。
关键词：平头塔式起重机；臂架结构；有限元；优化分析；模型中图分类号：TH.213.3 文献标识码：A 文章编号：1001-0785（2023）16-0037-06Abstract: Boom occupies a large proportion in the mass of flat-top tower crane, which has a great influence on the performance of the whole machine. Therefore, the optimization design of boom structure can greatly improve the performance of the whole machine. Therefore, the authors completed the preliminary design and calculation of the boom structure of the flat-top tower crane by using the allowable stress method, and analyzed the working environment in order to understand the working conditions of the boom. The static analysis of the boom was carried out by Ansys Workbench software, and the strength and stiffness in the design and calculation of the boom structure were verified by the stress nephogram and deformation nephogram obtained by solving. In addition, the modal analysis of the boom was carried out in order to obtain the first six natural frequencies and vibration modes, which provides a reliable theoretical basis for fault diagnosis and early warning. Under the condition of ensuring the structural strength and stiffness, the cross section of each chord of the boom is optimized, so as to reduce the self-weight of the boom and improve the utilization rate of materials, which provides a reference for the lightweight design of the boom.Keywords:flat-top tower crane；boom structure；finite element method；optimization analysis；model0 引言近年来，随着国家绿色发展政策的推进和回收体系的完善，作为占比20%的再生资源废纸的回收量持续增长，使纸品公司对存储环境的空间利用率提出了更高要求。
折叠展开法中的力学问题
折叠展开法的技术难点及力学分析方法学生黄丁(学号: 1130725)1 施工方案设计思想“折叠展开式”整体提升施工技术主要针对柱面网壳的施工新方法。
其基本思路是先撤除网壳的部分杆件，使体系变成一个分片的可运动机构。
这样的处理可以最大限度地降低安装高度，即将网壳各片在地面附近折叠组装。
然后通过提升设备将折叠的机构提升到设计高度，最后补缺撤除的构件使结构成型。
中间的提升过程，只需要克服机构的自重，就可以使其大范围地灵活运动。
整个施工过程是一个从机构到结构的转化过程。
图1为鸭河口电厂干煤棚折叠展开法的基本施工过程。
图1 整体提升过程示意图2施工难点与处理措施2.1 网壳提升过程中的运动稳定问题对于折叠展开法施工，网架在地面拼装后是一个折叠的可变机构，需要验算在提升过程中各分块结构的稳定性，同时还特别需要注意验算各分块结构在提升过程中的运动稳定性。
尤其在展开提升过程中水平方向很容易失稳。
当柱面网壳变成一个机构时，具有竖向和跨度水平方向两个方向的自由度。
但是“折叠展开式”整体提升施工技术要求机构只有竖直方向做一维运动，所以必须增加临时支撑保证机构能够抵抗风荷载及其他不可预期的水平方向荷载。
（1）在网壳的两侧设置临时拉索防止网壳发生水平移动。
在提升过程中若发生网壳水平移动，则通过两端拉索的张弛来调节网壳的位置。
由于在提升过程中网壳是一个可以运动的机构，所以只需要较小的索力就可以达到调节的目的。
（2）在塔柱上设置导轨，在网壳相应部位设置导轮。
导轮在导轨上运行，保证吊点沿着竖直方向运动，这是保证机构在竖直方向做一维运动的又一有力措施。
2.2结构抗瞬变技术当网壳可动铰之间连线的夹角接近180°时，会发生几何瞬变现象。
瞬变铰部位运动速度很快，提升力迅速减小，提升索松弛，网壳杆件内力增大直至破坏。
因此必须研究抗瞬变技术。
（1）在网壳的两侧各设置4根临时拉索，当吊点提升到网壳接近瞬变时，减慢提升速度，张紧临时拉索，通过滑轮组缓慢释放索内张力，以避免瞬变的发生。
不同加速度的连接体问题
具有不同加速度的连接体问题一、两物体加速度大小相同方法点拨：对于此类问题一般采取隔离分析，分别在两个方向上进行受力分析，然后再根据牛顿第二定律求解。
例1．如图所示，长为L 、内壁光滑的直管与水平地面成30°角固定放置。
将一质量为m 的小球固定在管底，用一轻质光滑细线将小球与质量为M=km 的小物块相连，小物块悬挂于管口。
现将小球释放，一段时间后，小物块落地静止不动，小球继续向上运动，通过管口的转向装置后做平抛运动，小球在转向过程中速率不变。
（重力加速度为g ）⑴求小物块下落过程中的加速度大小；⑵求小球从管口抛出时的速度大小； ⑶试证明小球平抛运动的水平位移总小于L 22二、两物体加速度大小不同1．两物体加速度大小有关系方法点拨：此类问题中两物体加速度大小虽然不同，但是由于约束关系使得它们之间有一定的关系，这种关系一般从位移关系出发来找加速度的大小关系，然后分别在两个方向上进行受力分析，最后根据牛顿第二定律求解。
例2．如图所示，质量均为m 的物块A 和B 通过滑轮相连，A 放在倾角为a ＝37°的固定斜面上，不计滑轮质量及一切摩擦，则与A 相连绳中的张力为多大？m M 30º例3．如图所示，质量为m A 的尖劈A 一面靠在竖直光滑墙上，另一面和质量为m B 的光滑物块B 接触，B 可沿光滑水平面滑动，求A 、B 的加速度a A 和a B 的大小及A 对B 的压力。
（提示：a B =a A tan α）2．加速度大小之间无关系方法点拨：对于这类问题，一般采取隔离分析的方法来解决。
例4．如图，在光滑水平面上有一质量为m 1的足够长的木板，其上叠放一质量为m 2的木块。
假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。
现给木块施加一随时间t 增大的水平力F=kt （k 是常数），木板和木块加速度的大小分别为a 1和a 2，下列反映a 1和a 2变化的图线中正确的是（ ）例5．三个质量、形状相同的斜面体放在粗糙的水平地面上，另有三个质量相同的小物体从斜面顶端沿斜面滑下，由于小物体与斜面间的摩擦力不同，第一个物体匀加速下滑，第二个物体匀速下滑，第三个物体以初速度v 0匀减速下滑，如图所示，三个斜面均保持不动，则下滑过程中斜面对地面压力 （ ）A ．F 1=F 2=F 3B ． F 1>F 2>F 3C ． F 1<F 2<F3D ． F 1=F 2>F3*附：质点系牛顿第二定律质点系牛顿第二定律在高中阶段不作要求，但应用于解答此类问题很方便，尤其对系统中各物体加速度不同的问题（如例4中的三个物体有着不同的加速度）应用起来简单明了。
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如何在结构的不同位置施加不同的加速度
我们大家都知道，在ANSYS中可以通过命令ACEL来施加加速度，但这个命令只能给整个结构施加加速度，不能针对结构的某个部分施加加速度。
可是在动力分析中，有时会遇到这样的情况，即结构不同位置受到了不同的加速度历程的激励，这种情况下如何处理呢？当然，我们可以预先将加速度积分得到位移历程，将位移历程施加在不同的位置，这是一种处理办法，但加速度积分并不容易，尤其是加速度历程复杂的情况，会在积分时产生很大的误差。
我们这里介绍另外一种方法：大质量法。
大质量法的基本思路是：在施加加速度的位置的节点附属很大的质量（比如质量可以取结构质量的1E6倍，利用ANSYS的质量单元MASS21）来带动结构的响应。
该节点在激励方向不要约束。
然后在质量单元上施加适当的力使该点产生所需加速度，比如质量为1E6，则施加1E6的力将产生单位加速度。
只需为每一荷载步指定时间和相应的力即可。
通过这种方法，我们可以在任意多的位置施加不同的加速度激励，只要质量单元的质量足够大，就可以满足精度要求，通常质量单元取结构质量的1E6倍就足够了。
下面是一个例题的命令流，为一个截面为0.5m×0.5 m，长为10 m，密度为8000kg/m3的梁，梁的两端施加方向互相相反的垂直于梁的加速度历程，历程如下：
时间加速度
1.0 0.1
2.0 -0.1
3.0 0.1
4.0 0.0
10.0 0.0
由于该梁总的质量为20000kg，所以在梁的两端各附加了质量为2e10kg的质量单元以带动两端产生加速度，这样，在两端施加如下的集中力历程即可产生等效的效果：
时间集中力
1.0 2e9
2.0 -2e9
3.0 2e9
4.0 0.0
10.0 0.0
命令流如下：
finish
/clear
/prep7
et,1,beam189
ET,2,MASS21
KEYOPT,2,3,2
R,1,2e10,
mp,ex,1,1e11
mp,prxy,1,0.3
mp,dens,1,8000
sectype,1,beam,rect,,0
secoffset,cent
secdata,0.5,0.5
k,,0,0,0
k,,10,0,0
k,,0,1,0
lstr,1,2
lesize,1,,,10
lsel,s,line,,1
latt,1,,1,,3,,1
lmesh,1
TYPE, 2
REAL, 1
E, 2
E, 1
*dim,dynamic,array,5,2
*vread,dynamic(1,1),aaa,txt,,jik,2,5,
(2f5.1)
/solu
antype,4
D,1, , , , , ,UX,UZ,ROTX,ROTY,ROTZ, nsubst,25,500,25
autots,on
outres,all,all, *do,i,1,5
time,dynamic(i,1)
f,1,fy,dynamic(i,2)
f,2,fy,-dynamic(i,2)
solve
*enddo
其中文件aaa.txt的内容为：
1.0 2e9
2.0 -2e9
3.0 2e9
4.0 0.0
10.0 0.0
运行此命令流完成计算后，结果如下：
通过加速度历程图我们可以看到，两个端点的加速度历程是和我们所要求的加速度历程一致的，这也说明了这种大质量法的有效性。
单元 最后时刻的位移 两端点的位移历程 两端点的速度历程 两端点的加速度历程。