采用动力学分析方法结合拉氏变换及其逆变换,构建了爆破振动下地表建筑物振动位移解析表达式。以重庆市轨道交通一号线施工为例,计算发现爆破施工中隧道两侧余家湾水库附近房屋建筑发生振动位移大小达4 cm,处于非稳定状态,与实际较吻合。分析讨论了爆破药量、振动波主频率和建筑物墙体刚度三因素对振动位移的影响,发现在爆破药量和振动波主频率增加的情况下,建筑物振动位移呈增加趋势,但爆破药量对建筑物振动位移影响较振动波主频率大。建筑物墙体刚度能有效抑制振动位移的增加,但只在一定刚度范围内效果明显。
为了避免模态复合型超声驱动器中普遍存在的频率简并问题,提出了一种新型的弯振复合型超声驱动器。该驱动器采用压电金属复合梁两个正交弯振模态的复合在两个驱动足处激励出椭圆轨迹振动。对该驱动器的振动特性进行深入研究,旨在获得驱动区域质点的真实运动轨迹。首先,建立了矩形截面梁在弯振复合模态下末端区域质点振动轨迹的数学模型;然后,借助有限元瞬态分析,对驱动足振动轨迹进行仿真,实现对所建立振动轨迹数学模型的验证。振动轨迹方程和仿真结果均表明:两个驱动足表面质点振动轨迹均为三维的椭圆,垂直于驱动器轴线的平面内的椭圆振动更适合用于致动输出。最后,分析了该驱动器存在的不足之处,提出了一种改进方案,采用对称设置压电陶瓷片实现两个驱动足振动特性的一致;通过瞬态分析在两个驱动足处得到了一致的振动轨迹,改进的样机实现了输出特性的显著提高。
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