作用点对响应的影响(见图)?

ice_jwb

同相位的空间错开90的4个集中力作用于物体,力的频率为共振频率. (力的分布和模态振行冲突,但是频率等于共振频率)请问会发生共振么?其振形是怎么样的?谢谢

gh688

我看你的这个物体很像个电磁轴承啊，你的问题不太明白，主要是下面这句话

力的分布和模态振行冲突,但是频率等于共振频率

ice_jwb

是的,它的激励源是为电磁力. 我的意思是物体的模态振形是上下两个方向拓展,而左右两个方向收缩. 我的问题是如果这个物体受到上下左右同时拓展和收缩(为时间的函数)的力. 而力的频率为系统的固有频率. 会不会发生共振?振形为何?谢谢

gh688

电磁轴承我比较熟悉，径向电磁力线性化以后就是位移刚度系数和电流刚度系数的函数。这个电磁力并不是个周期函数那里来的频率，难道你说的是控制电流的频率？如果力的频率为系统的固有频率哪通常能够发生共振，振型要看物体的形状和共振频率的大小。

hcharlie

原帖由 ice_jwb 于 2008-5-27 12:44 发表

                               
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会不会发生共振?振形为何?

如果像你说的情况，不会发生共振，原因是对该振动模态的广义力=0。一半激励一半反激励，互相抵消了。

gh688

我认为他这个问题描述的不正确，因为对于电磁轴承来说在每个45度的方向分别对应了一对电磁铁块。这2对电磁铁块产生的电磁力会把物体静态悬浮起来，这个力是非线性的但是我们通常把它等效成普通刚度和粘性阻尼的形式。悬浮起来以后物体可以在一系列运动在这个过程中系统可能会达到某一阶固有频率从而振动较大。但是这个并不是电磁力造成的强迫振动。所以楼主说的,力的频率为共振频率我感觉很可能是搞错了。

ice_jwb

其实这是一个永磁电动机(马达)的定子.  整个马达的工作原理为:  绕组通入电流后,会使永磁的转子产生转矩而旋转(切向力的运动效应).但同时和伴随产生了很大的径向力(为切向力的50倍左右) .由振动的测试结果发现:转速的70X频率的振动明显.  从力的时域特征看(不考虑分布的特征),50X的力更大,但是和共振频率重合时,并没有产生明显的共振.  所以,我怀疑是力的分布特征,产生了这样的差异.

ice_jwb

对于电磁轴承,如果采用状态变量控制,其控制回路的电流环带宽一般好像会低于机械系统的固有频率,好像一般没有引发共振问题.
对于马达,激振力从空间上看是行波(但谐波成份复杂), 在时间上考察每个点,是质点振动(频率也比较复杂).  用质点振动来描述时候发现, 50X 一个点上都比70X大, 但最终测试的响应来看,  70X的振动明显大一些. 通过调整转速的方式使他们和共振频率重合时候(1900Hz), 70X 共振(转速为:1628RPM)引起的振幅明显大于50X引起共振(转速为:2230RPM), 差不多振幅为4倍的差距.     这好像是在说明质点振动的描述不能描述振动的特征.   所以,我想用波动的方式描述试试, 各位有什么看法?

ice_jwb

对于每个齿上(马达的定子一共有12个齿),它上面的力是空间分布时变的力. 在某一个时间下可以描述为图上绿色(70X)和蓝色(50X) ,  (当然只是为示意图).   从力来源分析,50X的激振力幅值更大,但从振动的测试结果看,70的振动响应更大, 各位认为是为什么?

ice_jwb

电磁激振力,为马达的电磁场(ansoft)有限元仿真得到磁密B, 通过 f=b*b/2/u0   得到,  电磁力的结果可信度会很高.
但是,这个谐波含量丰富的行波(从定子内径), 从振动测试结果看明显有不同的权重.  (70X更大一些) 这是由结构特征造成?  还是有可能是其他因素造成?

ice_jwb

因为电磁力只是作用于定子齿的表面,所以把受力简化为作用到上图红色的面上了

xujy

我想请教你的f是怎么求出来的，仿真的B应该是空间分布的，而且随转子的转动不同吧，
另外我不太明白你的描述，我也是刚开始学习，是关于不平衡磁拉力的，郭丹的文献里结论是在偏心较大时会出现（2倍电频－转频）的成分，但没说为什么，不知道对你有参考价值不？

ice_jwb

对于单边磁拉力问题,一般可以把受力分解到x,y方向,记录对于随时间变化的规律.

ice_jwb

你可记录某个点的B随时间的变化,得到单个点的受力特征.  对于整个的特征需要用行波来考虑