半板簧式结晶器振动系统固有频率的测定及计算机模拟分析
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化学实验预习报告第一篇:化学实验预习报告工科化学实验预习报告实验题目:三草酸合铁酸钾的制备实验目的:1、熟悉络合物的基本知识2、掌握合成K3[Fe(C2O4)3]·3H2O的基本原理和操作技术实验原理:实验以硫酸亚铁铵为原料,与草酸在酸性溶液中先制得草酸亚铁沉淀,然后再用草酸亚铁在草酸钾和草酸的存在下,以过氧化氢为氧化剂,得到铁(Ⅲ)草酸配合物,主要反应为:(NH4)2Fe(SO4)2 + H2C2O4 + 2H2O=FeC2O4·2H2O↓+(NH4)2SO4 + H2SO42FeC2O4·2H2O + H2O2 + 3K2C2O4 + H2C2O4=2K3[Fe(C2O4)3]·3H2O实验仪器及试剂:电子天平,抽滤装置,烧杯,酒精灯,水浴装置,表面皿。
(NH4)2Fe(SO4)2⋅6H2O,H2C2O4⋅2H2O,H2SO4(2 mol/L),饱和K2C2O4溶液,乙醇(95%),H2O2(3%)实验步骤:1、草酸亚铁的制备称取适量硫酸亚铁铵固体放在烧杯中,然后加适量蒸馏水和H2SO4,加热溶解后,再加入一定量草酸溶液,加热搅拌至沸,然后迅速搅拌片刻,防止飞溅。
停止加热,静置。
待黄色晶体FeC2O4·2H2O沉淀后倾析,弃去上层清液,加入适量蒸馏水洗涤晶体,搅拌并温热,静置,弃去上层清液,即得黄色晶体草酸亚铁。
2、三草酸合铁(III)酸钾的制备往草酸亚铁沉淀中,加入饱和K2C2O4溶液,313K下水浴加热,恒温下慢慢滴加H2O2溶液,沉淀转为深棕色,加热溶液至沸以去除过量的H2O2,静置一会。
然后加入草酸溶液(沉淀溶解,溶液变为翠绿色),溶液的pH值保持在4~5,加入95%的乙醇,混匀后冷却,可以看到烧杯底部有晶体析出(翠绿色)。
晶体完全析出后,抽滤,用乙醇淋洒滤饼,抽干混合液。
固体产品置于一表面皿上,置暗处晾干。
称重,计算产率。
注意事项:三草酸合铁(III)酸钾为翠绿色单斜晶体。
近物实验面试考题试题(朋兴平;三个实验 17题)真空镀膜1.真空镀膜原理;2.加热烘烤基片对膜的质量有什么影响?3.基片性能、蒸发速度、蒸发时的真空度以及蒸发源与基片之间的距离等因素对膜的质量有什么影响?4.轰击的物理作用?5.真空镀膜的实验操作过程霍尔效应1.什么是霍尔效应;2.若导体中同时有两种极性的载流子参与导电,其综合霍耳系数比单一载流子导电的霍耳系数是增大还是减小,为什么?3.如何分离霍尔效应与其它效应?4.霍耳系数误差因子0.69的说明?5.实际测量与理论相差的原因?红外分光测量1.产生红外吸收的条件是什么?是否所有的分子振动都会产生红外吸收铺?为什么?2.以亚甲基为例说明分子的基本振动形式。
3.何谓基团频率?它有什么重要性及用途?4.红外光谱定性分析的基本依据是什么?简述红外定性分析的过程。
5.影响基团频率的因素有哪些?6.何谓“指纹区”?它有什么特点和用途?7.已知HCl在红外光谱中吸收频率为2993cm-1,试求出H-Cl键的键力常数。
红外光谱的用途?一. 真空的获得与测量(宋长安二个实验19个题)06.61.低真空获得过程中,用火花枪激发玻璃系统,呈现出紫色、分红色说明什么?2.低真空获得过程中,加热或激发被抽容器,压强升高说明什么?3.激发或加热“热偶规”,压强减小说明什么问题?4.低真空测量过程中压强起伏说明什么?5.扩散泵油间歇沸腾的物理原因是什么?6.前级泵能否将扩散泵油蒸汽抽走?为什么?7.如何观察扩散泵油蒸汽流的喷发射程?8.简述气体分子在高真空下的扩散过程。
9.突然停电或者结束机械泵的工作时,必须要做什么?10.操作高真空的测量。
二. 汽液两相制冷机1.F12冷凝器中发生的物理过程?2.F12蒸发器中发生的物理过程?3.环境温度对制冷机的影响?4.制冷剂用量对制冷效果的影响?5.工质的命名与定义?6.在什么情况下,压缩机吸气管会结霜?7.升温曲线可说明那些问题?8.制冷机的构成及其工作原理?9.循环制冷在压焓图能说明些什么?10.在实际应用中,制冷剂多或者缺少时如何解决?近物实验试题( X衍射)(宋大康1个实验16个)1. 实验室里产生x-ray的必要条件是什么?2. x-ray谱包含哪两种谱线?3. Cukα1的波长是1.54056A,它与所加电压大小有无关系?为什么?4. 晶体与非晶体的本质区别是什么?5. 在三维坐标中画出(221)晶面的示意图。
实验一霍尔效应及其应用【预习思考题】1.列出计算霍尔系数、载流子浓度n、电导率σ及迁移率μ的计算公式,并注明单位。
霍尔系数,载流子浓度,电导率,迁移率。
2.如已知霍尔样品的工作电流及磁感应强度B的方向,如何判断样品的导电类型?以根据右手螺旋定则,从工作电流旋到磁感应强度B确定的方向为正向,若测得的霍尔电压为正,则样品为P型,反之则为N型。
3.本实验为什么要用3个换向开关?为了在测量时消除一些霍尔效应的副效应的影响,需要在测量时改变工作电流及磁感应强度B的方向,因此就需要2个换向开关;除了测量霍尔电压,还要测量A、C间的电位差,这是两个不同的测量位置,又需要1个换向开关。
总之,一共需要3个换向开关。
【分析讨论题】1.若磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正交,按式(5.2-5)测出的霍尔系数比实际值大还是小?要准确测定值应怎样进行?若磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正交,则测出的霍尔系数比实际值偏小。
要想准确测定,就需要保证磁感应强度B和霍尔器件平面完全正交,或者设法测量出磁感应强度B 和霍尔器件平面的夹角。
2.若已知霍尔器件的性能参数,采用霍尔效应法测量一个未知磁场时,测量误差有哪些来源?误差来源有:测量工作电流的电流表的测量误差,测量霍尔器件厚度d的长度测量仪器的测量误差,测量霍尔电压的电压表的测量误差,磁场方向与霍尔器件平面的夹角影响等。
实验二声速的测量【预习思考题】1. 如何调节和判断测量系统是否处于共振状态?为什么要在系统处于共振的条件下进行声速测定?答:缓慢调节声速测试仪信号源面板上的“信号频率”旋钮,使交流毫伏表指针指示达到最大(或晶体管电压表的示值达到最大),此时系统处于共振状态,显示共振发生的信号指示灯亮,信号源面板上频率显示窗口显示共振频率。
在进行声速测定时需要测定驻波波节的位置,当发射换能器S1处于共振状态时,发射的超声波能量最大。
若在这样一个最佳状态移动S1至每一个波节处,媒质压缩形变最大,则产生的声压最大,接收换能器S2接收到的声压为最大,转变成电信号,晶体管电压表会显示出最大值。
思考题与习题0-1 举例说明什么是测试?答:⑴测试的例子:为了确定一端固定的悬臂梁的的固有频率,可以采用锤击法对梁尽享激振,在利用压力传感器、电荷放大器、波形记录器记录信号波形,由衰减的振荡波形便可以计算出悬臂梁的固有频率。
⑵结论:由本例可知,测试是指确定被测对象悬臂梁固有频率的全部操作,是通过一定的技术手段—激振。
拾振、记录、数据处理等,获取悬臂梁固有频率的信息过程。
0-2以方框图的形式说明测试系统的组成,简述主要组成部分的作用。
答:⑴:测试系统的方框图如图0—1所示。
⑵:各部分的作用如下.传感器是将被测信息转换成某种电信号的器件;信号调理是把来自传感器的信号转换成适合传输和处理的形式;信号处理环节可对来自信号调理环节的信号,进行各种运算.滤波和分析;信号显示、记录环节将来至信号处理环节的信号显示或存储;模数转换和数模转换是进行模拟信号与数字信号的相互转换,以便于用计算机处理。
0—3 针对工程测试技术课程的特点,思考如何学习该门课程?答:本课程具有很强的实践性,只有在学习过程中密切联系实际,加强实验,注意物理概念,才能真正掌握有关知识。
在教学环节中安排与本课程相关的必要的实验及习题,学习中学生必须主动积极的参加实验及完成相应的习题才能受到应有的实验能力的训练,才能在潜移默化中获得关于动态测试工作的比较完整的概念,也只有这样,才能初步具有处理实际测试工作的能力。
思考题与习题1-1信号的分哪几类以及特点是什么?⑴、按信号随时间的变化规律分为确定性信号和分确定性信号,确定信号分为周期信号(包括谐波信号和一般周期信号)和非周期信号(准周期信号和以便非周期信号);非确定性信号包括平稳随机信号(包括各态历经信号和非各态历经信号)和非平稳随机信号.⑵、按信号幅值随时间变化的连续性分类,信号包括连续信号和离散信号,其中连续信号包括模拟信号和一般模拟信号,离散信号包括一般离散信号和数字信号.⑶、按信号的能量特征分类,信号包括能量有限信号和功率有限信号。
大学物理实验课思考题参考答案大学物理实验思考题参考答案目录一、转动惯量:二、伏安法与补偿法三、混沌思考题四、半导体PN结五、地磁场六、牛顿环七、麦克尔逊干涉仪八、全息照相九、光电效应十、声速测量十一、用电位差计校准毫安表十二、落球法测量液体的黏度十三、电子束偏转与电子比荷测量十四、铁磁材料磁化特性研究十五、光栅衍射十六、电桥十七、电位差计十八、密立根油滴十九、模拟示波器二十、金属杨氏摸量二十一、导热系数二十二、分光计二十三、集成霍尔传感器特性与简谐振动一、转动惯量:1、由于采用了气垫装置,这使得气垫摆摆轮在摆动过程中受到的空气粘滞阻尼力矩降低至最小程度,可以忽略不计。
但如果考虑这种阻尼的存在,试问它对气垫摆的摆动(如频率等)有无影响?在摆轮摆动中,阻尼力矩是否保持不变?答:如果考虑空气粘滞阻尼力矩的存在,气垫摆摆动时频率减小,振幅会变小。
(或者说对频率有影响,对振幅有影响)在摆轮摆动中,阻尼力矩会越变越小。
2、为什么圆环的内、外径只需单次测量?实验中对转动惯量的测量精度影响最大的是哪些因素?答:圆环的内、外径相对圆柱的直径大很多,使用相同的测量工具测量时,相对误差较小,故只需单次测量即可。
(对测量结果影响大小)系统而言,从两个非常接近的初值出发的两个轨线在经过长时间演化之后,可能变得相距“足够”远,表现出对初值的极端敏感,即所谓“失之毫厘,谬之千里”。
答对2条以上+1分,否则不给分,只举例的不给分。
四、半导体PN 结1、用集成运算放大器组成电流一电压变换器测量11610~10--A 电流,有哪些优点?答:具有输入阻抗低、电流灵敏度高、温漂小、线性好、设计制作简单、结构牢靠等优点。
2、本实验在测量PN 结温度时,应该注意哪些问题?答:在记录数据开始和结束时,同时都要记录下干井中温度θ,取温度平均值θ。
3、在用基本函数进行曲线拟合求经验公式时,如何检验哪一种函数式拟合得最好,或者拟合的经验公式最符合实验规律?答:运用最小二乘法,将实验数据分别代入线性回归、指数回归、乘幂回归这三种常用的基本函数,然后求出衡量各回归方程好坏的拟合度R 2。
高效连铸知识问答1.什么是高效连铸?答:高效连铸通常定义为五高:即整个连铸坯生产过程是高拉速、高质量、高效率、高作业率、高温铸坯。
陆着市场经济的深入发展,应当添加高经济效益(大幅度降成本)这一项最直接的指标;另外,高自动控制也提到日程上来了。
目前,国内的方坯高效连铸(以150方为例),应在单流年产15万吨~20万吨合格普碳钢铸坯的水平、板坯应在100万-150万吨合格铸坯的水平。
其铸坯每吨的成本也在逐年降低。
连铸机的全程自动控制水平也在逐年提高。
2.高效连铸技术有哪些主要内容?答:高效连铸技术是一项系统的整体技术,实现高效连铸需要工艺、设备、生产组织和管理、物流管理、生产操作以及与之配套的炼钢车间各个环节的协调与统一。
主要技术内容如下:(1)保证适宜的钢水温度、最佳的钢水成分.并保证其稳定性的连铸相关配套技术。
(2)供应清洁的钢水和良好流动性钢水的连铸相关技术。
(3)连铸的关键技术—高冷却强度的、导热均匀的长寿结晶器总成(包括结晶器整体结构、精密水套、导热均匀的曲面铜管等等)。
(4)高精度、长寿的结晶器振动装置是高效连铸关键技术之一,这其中包括振动装置硬件的优化及结晶器振动形式、振动工艺参数的软件优化。
以往高效连铸采用的半板簧、全板簧及高频小振幅正弦波形起到了一定的正面效果。
目前,中冶连铸研制的新型串接式全板簧振动装置,其精度更高,整体刚度增强,寿命长,对促进高效连铸进一步发展将起到重要作用。
该装置可采用液压传动或机械传动,液压传动可增加正滑脱时间,提高保护渣用量,减小上振速度峰值,降低拉坯阻力,降低负滑脱时间,使振痕深度相应减小。
机械传动可以降低成本,更易于,推广使用。
(5)保护渣技术。
众所周知,保护渣与拉速相匹配,拉速提高后,保护渣黏度等指标要相应改进,保证用量不减或在允许范围内减少,以保证铸坯的高质量。
因此,连铸高效化后必须有低黏度、低熔点、高熔化速度、大凝固系数的保护渣。
保护渣技术是连铸高效化的一项关键技术。
高频课设报告-采用Multisim仿真软件对高频正弦波振荡器设计洛阳理工学院计算机与信息工程系20XX届通信工程专业课程设计报告计算机与信息工程系《高频电子线路》课程设计报告专业通信工程班级xxxxxxx学号xxxxxxxxx姓名xxxxxxxx完成日期20XX年12月26日指导教师xxxxxx评语:成绩:批阅教师签名:批阅时间:第一章高频正弦波振荡器1.1任务和设计要求:1.1.1设计内容在本次课程设计中采用了Multisim仿真软对高频正弦波振荡器进行设计及绘制,并模拟仿真。
从理论上对电路进行了分析。
选择合适的预案器,设计出满足要求的高频正弦波振荡器。
1.1.2设计要求设计一个高频正弦波振荡器,要求振荡频率为5MHz,相对准确对≤2‰。
1.2高频正弦波振荡器工作原理及系统框图由LC谐振回路作反馈电路的反馈型正弦波振荡器。
其放大电路主要由晶体管或电子管构成,自振频率基本上决定于谐振回路的电感L和电容C,振荡幅度主要受制于有源电子器的非线性和电源电压的幅度。
LC振荡器因谐振回路具有很高的选择性,即使放大器工作在非线性区,振荡电压仍非常接近正弦形。
但因它的谐振元LC之值限于体积不宜过大,振荡频率不宜太低,一般为几百千赫到几百兆赫。
频率稳定度墹f/f一般为10-2~10-4量级,略优于RC振荡器,但比石英晶体振荡器要低几个数量级。
谐振元L或C 的数值调节方便,可借以改变振荡频率,因而为广播、通信、电子仪器等电子设备所广泛采用。
LC振荡器依L、C在电路中的接法不同而有调集振荡器、哈特莱振荡器、科皮兹振荡器等主要类型。
正弦波振荡器的工作原理图如下:图1系统原理框图1.3系统电路设计该高频正弦波振荡器是不需要输入信号控制就能自动地将直流电转换为特定频率和振幅的正弦交变电压(电流)的电路。
它由四部分组成:放大电路,选频网络,反馈网络和稳幅电路。
常用的正弦波振荡器有电容反馈振荡器和电感反馈振荡器两种。
后者输出功率小,频率较低;而前者可以输出大功率,频率也较高。
文章编号:1006-1355(2012)02-0041-04半正弦波脉冲激励下斜支承系统冲击特性孔凡玲1,陈安军1,2(1.江南大学包装工程系,江苏无锡214122;2.国家轻工业包装制品质量监督检测中心,江苏无锡214122)摘要:以斜支承弹簧系统为研究对象,考虑半正弦波脉冲激励,建立系统几何非线性冲击动力学方程。
以系统响应加速度峰值与脉冲激励幅值之比为描述系统的响应指标,系统支承角及无量纲脉冲时间为变量,构建系统三维冲击谱。
利用四阶龙格-库塔数值积分讨论系统支承角、无量纲脉冲激励时间、无量纲脉冲激励幅值以及系统阻尼等对系统响应的影响。
研究表明,系统响应对脉冲激励时间存在敏感区域,控制系统的刚度可避开敏感区;系统支承角对响应影响较大,随支承角的减小,系统响应峰值敏感区域变大;随脉冲激励幅值增加系统响应峰值波动加剧,且敏感区域变大;增加系统阻尼可有效地改善系统抗冲击特性。
关键词:振动与波;斜支承弹簧系统;半正弦激励;非线性;冲击谱;冲击特性中图分类号:O322文献标识码:A DOI编码:10.3969/j.issn.1006-1355-2012.02.010 Shock Characteristics Analysis of the System with Tilted Support under the Action of Half-sinusoidal PulseKONG Fan-ling1,CHEN An-jun1,2(1.Department of Packaging Engineering,Jiangnan University Wuxi214122,Jiangsu China;2.China National Control and Test Center for Packaging Quality,Wuxi214122,Jiangsu China)Abstract:The geometrically nonlinear impact dynamical equations of a structural system with tilted spring supports were established under the action of semi-sinusoidal impulse.To evaluate the shock characteristics of the tilted spring supports,a new concept of three-dimensional shock response spectra was proposed.The ratio of the maximum shock response acceleration of the system to the peak pulse acceleration,the angle of the tilted spring support and the dimensionless pulse duration were three basic parameters of the three-dimensional shock response spectra.The effects of the angle of tilted spring support,the dimensionless pulse duration,the dimensionless peak pulse acceleration and damping ratio on the shock response were analyzed using the fourth order Runge-Kutta method.It is shown that there is a sensitive area of the shock response to the dimensionless pulse duration,and this area can be avoided by controlling the stiffness of the tilted spring support.The effects of the angle of the tilted support of the system are noticeable.As the angle of the tilted support of the system is reduced,the sensitive area of the maximum shock response of the system will be expanded.As the peak pulse acceleration is increased,the maximum shock response of the system will fluctuate violently and the sensitive area will be expanded.Increasing the damping can obviously improve the anti-shock characteristics of the system.Key words:vibration and wave;tilted support spring system;half-sinusoid pulse;nonlinear;shock response spectra; shock characteristics上世纪60年代精密仪器设备的包装运输已采用斜支承弹簧减振系统,利用其几何非线性对产品进行减振保护[1]。
摘要高效连铸通常定义为五高:即整个连铸坯生产过程是高拉速、高质量、高效率、高作业率、高温铸坯。
本设计的内容主要包括简单的介绍了我国及世界铸钢技术的发展轨迹及未来连铸技术的发展方向。
简单的介绍连铸机机型特点及选择使用的方法。
本设计主要是从提高连铸机拉速和提高连铸机作业率两方面着手。
从而提高连铸机设备的坚固性、可靠性和自动化水平,达到长时间的无故障在线作业,提高连铸机作业率水平。
连铸工序采用多项先进技术,使得单线布置紧凑,使产品质量、生产成本、生产效率得到了优化。
关键词:连铸机型方坯连铸铸坯质量结晶器优化AbstractEfficient continuous casting is usually defined as five high : that the entire billet production process is high speed, high quality, high efficiencyhigh operating rates. High temperature slab.The design covers the brief introduction to China and the world steel technology development path and future direction of continuous casting technology. Brief characteristics of continuous casting machine models and select the method used. This design is mainly to increase speed and improve the continuous casting machine continuous casting machine of two aspects Continuous casting machine equipment to enhance the robustness, reliability and automation level, to achieve long trouble-free online operations and increase the rate of horizontal continuous casting machine operation. Continuous casting process uses a combination of advanced technology, making single compact layout, product quality, production costs, production efficiency has been optimized.Key words:continuous casting billet Slab quality Mold Optimization第一章绪论1.1毕业设计的目的毕业设计是在机械设计与制造专业理论教学之后进行的实践性教学环节,是对所学知识的一次总检验,是走向工作岗位前的一次实战演习,其目的是:1、综合运用本专业所学课程的理论和实践知识,通过设计一个零件的外观和结构,绘制出三维立体图,完成装配图,培养和提高学生独立的工作能力。
半板簧式结晶器振动系统固有频率的测定及计算机模拟分析
许志强(燕山大学秦皇岛市 066004)
摘要 采用Bode法测定了连铸半板簧式结晶器振动系统的低阶固有频率,在此基础上,又采用商业有限元软件MARC对该振动系统的动力学特性进行了分析,由此找出了改进该系统动力学特性的有效方法,这对半板簧式四连杆结晶器振动系统的设计及生产工艺的制定,提供了理论依据。关键词 连铸 结晶器 振动 固有频率
MeasuringoftheNaturalFrequencyofModeOscilationSystemWithSheetSpringsandAnalysisoftheComputerSimulation
XuZhiqiang(YanshanUniversity.QinHuangdao)
ABSTRACT ThelowgradenaturalfrequenciesofamodeoscillationsystemofthecontinuouscastingwithsheetspringshavebeenmeasuredbyusingaBode’smethod.Basedonthemeasuredresults,thedynamiccharacteristicsofthissystemareanalyzedbymeansofacommercialfiniteelementsoftwareMARC.Aneffectivemethodforimprovingthedynamiccharacteristicsofthissystemisfoundfromtheanalyzedresults.Theresultsofthecalculationprovideatheoreticalfoundationfordesigningthemodeoscillationdeviceandmakingtechnologyofproduction.KEYWORDS Continuouscasting Mode Oscillation Naturalfrequency
1 引言高效连铸的发展,要求结晶器的振动频率越来越高,为保证在高振频下振动平稳,需要强化结晶器的振动机构[1],因此振动系统的固有频率及其影响因素逐渐引起人们的重视[2]。半板簧式结晶器振动机构,由于其良好的工艺性能,正得到广泛应用。但是,由于板簧的刚度较小,板簧对振动系统的固有频率影响如何,以及此类振动机构的动力学特性如何,主要影响因素是什么,这些问题的答案对于连铸机的设计、工艺参数的选择等都有实际意义。2 实验方法采用与唐钢二炼钢厂小方坯连铸机振动机构1:1实验振动机构,利用液压伺服控制系统逐渐增加振动频率,同时对系统的响应进行跟踪扫描——即Bode法,通过扫描,可以得到振动系统低阶固有频率。3 振动系统的动力学分析3.1振动机构的原理半板簧式结晶器振动机构为连杆式振动机构,其原理如图1所示。结晶器坐在振动台上,液压缸通过伺服控制系统进行给定规律的动作,带动振动臂绕铰链D摆动,从而带动振动台上的结晶器进行振动,板簧只对结晶器起导向定位作—91—
TotalNo1116
August1999 冶 金 设 备METALLURGICALEQUIPMENT
总第116期
1999年8月第4期
© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net用,不承受结晶器载荷,弹簧为一蓄能装置。3.2振动机构的简化由于振动机构的振幅很小(<±10mm),因此,系统在振动中的位置对系统的固有频率影响很小[2],所以,在分析中取平衡位置进行分析。系统简化如图2所示。由于振动臂杠杆原理的作用,A点的受力较小,液压缸不承受弯、扭力,仅承受轴向力,所以可认为在平衡位置时AH杆是刚性的。结晶器及冷却水的质量用集中质量来代表,作用在E点。图1 半板簧振动机构原理示意图图2 半板簧振动机构动力学分析模型图3.3有限元法计算半板簧振动机构的固有频率3.3.1振动的基本理论利用有限元法进行结构动力分析,则有如下控制方程:[K]{∆}+[C]{∆α}+[M]{∆β}={F(t)}(1)式中:[K]为结构刚度矩阵,[C]为阻尼矩阵,[M]为质量矩阵,{∆}、{∆α}、{∆β}分别为位移、速度、加速度向量。{F(t)}为随时间变化的等效节点载荷向量。为求解系统固有频率及振形,令:{F
(t)}=
{0},则有[K]{∆}+[C]{∆α}+[M]{∆β}={0}(2)(2)式为系统的简谐振动方程,该振动具有
一定的频率——固有频率,并且按照完全确定的变形模式进行运动——自由振动。理论和实验表明,结构的阻尼对结构的固有频率和振形的影响很小,所以在确定固有频率和振形时可以不考虑阻尼的影响[3],即有,此时(2)式变为:
[K]{∆}+[M]{∆β}={0}(3)
3.3.2振动结构有限元模型的建立由于振动机构是由型钢焊接而成,故将整个振动机构简化成梁单元结构(MARC单元类型
52),弹簧采用MARC提供的弹簧联结,结晶器及冷却水的质量用集中质量来代表,作用在E
点,具体的单元划分如图3所示。
图3 振动机构单元划分图4 计算结果及实测结果的分析4.1计算结果利用商业有限元软件MARC对半板簧振动机构的固有频率、振形进行计算,表1列出了低阶10阶固有频率。同时,还计算了没有板簧时系统的固有频率,以及振动臂刚度增加10%时的系统固有频率,具体结果见表1。4.2实测结果通过Bode法测得半板簧振动机构的两个低阶固有频率,见表1。4.3振动系统动力学特性的影响因素1)通过表1及对振形的计算结果进行分析,可以看出振动臂刚度对系统的低阶固有频率影响较显著,随刚度的提高,系统的低阶固有频率有所提高,而板簧刚度对系统的低阶固有频率影响很小。
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总第116期 冶 金 设 备 1999年8月第4期© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 表1 半板簧振动机构的固有频率(Hz)
阶数12345678910
频率17.623.833.543.055.491.5123.7133.2136.0148.9
频率118.124.234.343.256.1791.5127.9136.5137.7149.6
频率217.623.833.543.055.491.5123.6133.2136.0148.9
频率317.322.932.240.953.991.5109.7124.5132.6148.9
频率★17.523.5--------
注:表中“频率”为振动机构的计算结果;
频率1为振动臂刚度增加10%的计算结果;
频率2为去掉弹簧后的计算结果,
频率3为板簧刚度趋近于0(为保证系统没有刚体位移,板簧刚度不能为0)时的计算结果,
频率★为实测结果。 2)通过计算还可得到弹簧的存在对系统的低阶固有频率几乎没有影响。这是因为,弹簧的刚度相对弹性实体——钢结构的刚度要小得多,并且其作用点B与支撑点A相距很近,因此对系统的刚度影响很小,如作用点向中间移动,则对系统的刚度贡献将明显增加。5 结论1)用Bode法实测了半板簧振动机构的低阶固有频率。2)利用商业软件MARC对半板簧振动机构进行了动力学分析,其结果与实测相吻合,证明本文对系统的简化是合理的。3)通过动力学分析得出板簧的刚度对系统低阶固有频率影响很小,而振动臂的刚度对系统固有频率影响较大,要想改善半板簧振动机构的动力学特性,应首先考虑增加振动臂的刚度。4)由于弹簧本身刚度较小,并且作用点与支撑点相距很近,所以对系统的低阶固有频率几乎没有影响。
参考文献[1]胡忠仁.“高速连铸技术的开发”.《炼钢》,No.5.1997[2]许志强 李宪奎等.“结晶器振动机构的动力学分析”.《钢铁研究》,No.5.1995
[3]朱伯芳.《有限元法原理与应用》.水利电力出版社,1979.8[4]MARCAnalysisResearchCorporation.MARC
VolumeA.TheoryandUserInformation.VersionK7,U.S.A.,1997[5]MARCAnalysisResearchCorporation,MARC
VolumeB:ElementLibrary,VersionK7,U.S.A.,1997.[6]MARCAnalysisResearchCorporation,MARC
VolumeC:ProgramInput,VersionK7,U.S.A.,1997.(收稿日期:1998-11-19)
(接12页)数强化应力应变模型。2)利用矩形截面粱的反复弯曲实验,揭示了弯曲矫直变形的力学特性规律的方法。3)本文提出采用拉伸试验与反复弯曲实验
相结合来确定重轨多辊矫直过程Ρ-Ε关系的方法,可精确求解弯曲矫直过程。
参考文献[1]崔甫.《矫直理论与参数计算》.机械工业出版社,1987[2]MingYang,etal.“Model-basedControlforThree
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许志强: 半板簧式结晶器振动系统固有频率的测定及计算机模拟分析 1999年8月第4期© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net