1 浙江省隧道工程集团有限公司，杭州 310030
2 中国地质大学（武汉），武汉 430074
针对大断面地下洞室边墙新建隧道爆破施工对邻近地下洞室群安全稳定性影响，以宁波至杭州湾新区引水工程为背景，在亭下隧道取一断面对溪下隧道爆破开挖进行振动监测，得到了该断面围岩振动速度分布规律；运用LS-DYNA软件建立地下洞室群有限元模型对掏槽孔爆破过程进行数值模拟，得到爆破振动作用下邻近洞室振动速度、应力分布规律，并从动载作用来分析评价地下洞室群的安全稳定性。计算结果表明：现场测试结果与计算结果吻合较好，振速分布规律与实测振速分布规律相近；采用振动速度作为爆破振动安全判据是可行的；邻近洞室迎爆侧直墙爆源近区是振动速度与拉应力最大的区域，容易发生拉伸破坏；地下洞室迎爆侧边墙振动速度分布规律与最大主应力分布规律相似;结合岩石抗拉强度准则对最大主应力与振动速度数据进行拟合，提出以峰值振动速度为判断指标的安全判据；当振动速度超过临界值45.82cm/s时，应及时采取措施并加强防护。研究成果可为类似工程条件下隧道爆破施工与振动控制提供参考。
邻近洞室 爆破振动测试 安全判据 数值分析 地下洞室群 adjacent caverns blasting vibration test safety criterion numerical analysis underground cavern group
1 中国矿业大学(北京) 力学与建筑工程学院，北京 100083
2 泰山学院 机械与建筑工程学院，泰安 271000
在同轴送粉的激光熔覆工艺中, 研究了激光功率和扫描速度对宏观形貌的影响规律。发现随着扫描速度的增大, 熔覆道初始段出现高度不均现象。使用加速度传感器对激光熔覆轨迹的振动进行测试, 提取加速度信号, 再通过数值积分获得振动速度。对速度图像进行分析, 发现机器人的初始速度大于设定速度, 速度超差导致熔覆层的高度不均。针对此现象提出解决方法, 在速度匀速区进行熔覆, 并实际验证了本方法的有效性。
激光熔覆 振动测试 速度超差 宏观形貌 laser cladding vibration measurement over speed macroscopic morphology
1 中国电子科技集团公司光电研究院, 天津 300308
2 中航工业吉林航空维修有限公司, 长春 130032
分析了冲击、振动对车载精密光学系统的影响,指出了光学平台的变形和振动是影响车载精密光学系统精度和稳定性的主要因素,提出了车载光学平台隔振系统设计方案。采用ANSYS有限元方法分析了光学平台隔振系统的振动模态,完成了车载状况下的光学平台振动测试。分析与测试结果表明,该车载光学平台隔振系统具有良好的稳定性,且对环境强振动有很好的衰减作用。设计的技术方案及其振动测试, 对于各种车载精密光学系统和设备具有重要的工程应用价值。
车载 光学平台 隔振 有限元分析 振动测试 vehicle optical platform vibration isolation finite element analysis vibration test
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 机器人系统创新研究室, 吉林 长春 130033
考虑空间卫星平台微振动环境对高分辨率空间光学遥感器成像质量的制约, 提出了在地面测试光学遥感器耐受空间微振动环境裕度的六自由度激振平台的设计方案。建立了平台的运动学与动力学模型, 推导出促动器音圈电机的传递函数并建立了Simulink模型。基于设计的模型研制了六自由度平台。对振动平台样机进行了振动加速度控制精度的验证实验, 实验以典型的卫星平台微振动频率点为测试输入。实验结果表明平台振动频率为7~40 Hz时, 其加速度输出相对误差可控制在7%以内。该平台借鉴了Stewart平台的并联构型, 其结构简单、刚度大, 振源输出精确可控, 满足地面试验应用要求。
空间光学遥感器 空间微振动环境 六自由度平台 振动测试 地面测试 space optical remote sensor micro-vibration environment in space six DOF platform vibration test ground test
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 长春工业大学 机电工程学院, 吉林 长春 130012
研究了1.5 m口径空间相机反射镜组件的结构, 设计了主镜组件结构系统。采用RB-SiC作为反射镜镜坯材料, 分析并优化了反射镜支撑形式和镜体的结构参数, 得到了重131.9 kg, 轻量化率达到81%的反射镜结构。在主镜基本构型确定的基础上, 设计了主镜支撑结构, 通过合理设计柔性卸载结构满足了主镜结构系统的力、热环境适应性和抗振性要求。最后, 利用有限元法综合分析了主镜组件的性能。试验结果表明: 主镜在1g重力作用下的面形精度RMS达到0.025λ(λ=632.8 nm), (20±4)℃温变环境中主镜面形变化量在RMS 0.01λ范围内, 主镜组件一阶固有频率为95.8 Hz, 有限元分析结果的误差为4%。得到的结果表明主镜组件的静态刚度、动态刚度及热环境适应性完全满足设计指标要求。
空间相机 主镜 轻量化 支撑 振动测试 space camera primary mirror lightweight support vibration test
1 天津大学 精密仪器与光电工程学院， 天津 300072
2 中国船舶重工集团公司 第七一八研究所， 河北 邯郸 056027
针对大功率激光检测技术发展中精密光学调整架存在的刚度不足的问题，设计了一种适合装调大口径光学镜片的精密光学调整架结构，并建立其力学模型，分析其动力学性能，通过420 mm大口径球关节调整架结构俯仰模态理论的分析和实验测试数据之间对比，找出导致调整架结构谐振频率变差的原因。采用优化设计后的大口径调整架第一阶俯仰模态的频率为157.788 Hz，能够很好满足在强振源下的工作需要。
精密光学 调整架 力学模型 谐振频率 振动测试 precision optics mount mechanical model resonant frequency vibration test
1 北京理工大学 机电学院, 北京 100081
2 太原科技大学 机电学院, 山西 太原 030024
针对微机电系统(MEMS)特征尺寸小, 常用的动态测试方法和系统还有一定的缺点等问题, 本文在介绍MEMS常见的三种动态测试方法的基础上, 给出了一种基于高速摄影的微陀螺振动动态测试系统。介绍了系统的硬件架构和软件功能。在动态测试的关键算法上, 应用Otsu算法对图像进行分割, 使用感兴趣区域(ROI)和不变矩方法得到振动曲线, 通过幅频分析得到微机械陀螺的振动特性。实验结果表明: 使用这种方法测量振幅的精度达到了0.1 μm; 频域测量的重复性和一致性也较好。这种动态测试方法稳定可靠、精度高、抗干扰能力强, 可以极大地减少计算量, 提高系统运行速度。
微机电系统 微机械陀螺 振动测试 动态测试 高速摄影 Micro-electro-mechanical System (MEMS) micro machined gyroscope vibration test dynamic test photography
1 天津大学 精密仪器与光电工程学院, 天津 300072
2 中国船舶重工集团公司第七一八研究所, 河北 邯郸 056027
3 清华大学 航天航空学院, 北京 100084
分析了冲击、振动对车载精密光学系统的影响, 指出了光学平台的变形和振动是影响车载精密光学系统精度和稳定性的主要因素, 提出了车载光学平台双层隔振系统的设计方案。采用ANSYS有限元方法分析了光学平台隔振系统的振动模态和减振比, 完成了车载状况下的光学平台振动测试。分析与测试结果表明, 车载光学平台的双层隔振结构具有良好的稳定性, 且对环境强振动有很好的衰减作用。该双层隔振技术方案及其分析测试方法, 对于各种车载精密光学系统和设备具有重要的工程应用价值。
车载 光学平台 隔振 有限元分析 振动测试 mobile vehicle-mounted optical platform vibration isolation finite element analysis vibration test
通过建立光纤应变传感器系统并将其埋入结构中,测量结构物的位移、应变和结构的振动响应,取得实验结果。本文的研究成果对结构的内应变、振动响应测量及结构的实时、长期、连续监测具有重要意义。
光纤传感器 内应变 振动测试 频谱 波形
