对风机激励下钢-混凝土结构的振动响应开展了模型试验和有限元对比计算分析,系统研究了结构的自振性能、共振形态、受迫振动特性、动位移和动应变等力学行为。研究表明:试验数据与计算结果吻合较好。前两阶振型接近,振型在A形架处有回收趋势,说明该处质量和刚度发生突变。同一测点东西向和南北向反应峰值不同时出现,角部测点的振动反应比中间测点大。悬挑部位测点振动响应较大,说明风机激振力导致了局部杆件振动。结构振动响应随着风机开启数量的增加而增大。风机全部开启时结构最大振动位移约0.1 mm,最大动应变为256.5×10-6。结构低阶共振响应大于高阶共振响应,风机高频运转时出现局部杆件强迫振动。建议避开结构前三阶频率,同时应采用合理构造措施防止构件疲劳破坏。
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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