豆包阻尼特性的试验研究与应用

发布时间：2019-09-07 06:34

【摘要】：阻尼耗能减振技术作为被动控制技术中的一种，近年来得到快速的发展，在越来越多的领域得到应用，并取得良好的效果。机械设备长期处于振动的状态下，零部件会产生疲劳破环而导致工作寿命大大降低，同时设备的工作精度也降低，所以减振技术在机械领域有着非常重要的作用。 BBD具有模糊特征的柔性约束结构，通过对BBD的研究能够解决减振技术上的问题，因此本课题根据该项技术的特点，主要通过试验方法对阻尼机理进行深入的研究，寻找其内在规律，为合理选择BBD的各项参数，提供实验依据，并用于加工中心的减振研究。 通过对BBD的理论了解，选用了合适的实验设备及设备的性能，并学习如何连接与操作。根据需要的频率范围进行选择合适的激振器；根据本课题要求的传感器体积小、重量轻、频率范围宽的特点，来选择合适与通用的传感器。此外研究振动分析仪与双通道测振仪的连接与使用方法，包括测量范围与图形分析。 根据豆包阻尼器的力学模型研制豆包阻尼器的实物模型，并选取试验材料，试验材料主要是各种直径不等的颗粒，本课题以4～15mm的钢珠与细颗粒的沙子、泡沫等来当填充材料。 设计试验： 1）确定豆包试验配比方法；本课题方案中钢的密度为7850kg/m3、沙子的堆积密度大约为1500kg/m3。试验中根据需进行各种规格的材料配比，使试验结果更准确与完整。 2）确定试验过程；测试时，通过调节信号源的输出频率和功率来改变激振力的频率和幅值大小，保证悬臂梁有明显的振动。在保证信号源输出功率不变的情况下，调节信号源输出频率的大小，通过信号采集设备，采集不同频率下豆包放置前后悬臂梁上同一点的振动信号。改变豆包的包料或配比，在上述激振力的作用下，采集不同频率下各种豆包阻尼减振的振动信号。 3）分析试验数据；在不同振动频率和不同包料组成或配比情况下，分析对比豆包阻尼减振的减振效果，并针对工程实际，能够提出豆包的耗能减振特性与选用依据以及设计出合理的豆包构成。 分析DVG850高速立式加工中心的BBD阻尼减振效果： 1）根据加工中心在高速切削时的振动特性，选取加工中心添加豆包阻尼器的合适的部件。主轴箱是加工中心的核心部件，其振动性能严重影响高速加工中心的品质，控制主轴箱的振动尤其重要，所以选取加工中心的主轴箱作为减振部件。 2）对加阻尼器前的主轴箱进行动刚度分析； 3）加阻尼器后对主轴箱进行减振试验 进行阻尼减振的谐响应分析，并绘制主轴箱减振前后x、y、z向的谐响应幅频曲线 根据试验记录试验数据并进行处理，对数据进行分析并绘制对比图。根据图形，分析不同方案的豆包阻尼的减振效果，并得出相应的结论。 根据谐响应幅频曲线进行减振效果的评估，在此基础上结合实际（加工中心的重量与经济效益等因素）讨论最合适的方案。
【图文】：

2.1 试验台的设计根据所需的试验要求，本设计主要是为了对豆包阻尼器进行试验的豆包阻尼提供一种减振试验台。为实现上述目的，设计了一种豆包阻尼减振试验台，并选择合适的试验台的振动源以及相应的其它部件。由于本试验主要研究的振动频率较高、振幅较小，以及从可行性方面考虑，采用电动式点动激振器，产生垂直方向的振动。用扫频信号发生器来控制频率的变化，得到所需要的频率；通过改变豆包组成成分及配比来提供变量。振动台固定在水平地面上，并在室温条件下试验。2.1.1 试验台的构建如下图 2-1、2-2 所示，这是一台机械振动与控制试验台。它包括底座、固定在底座上表面的简支梁支座、滑动连接的激振器支座、固定在简支梁支座上的简支梁，以及固定激振器且与激振器支座固定连接的激振器固定夹，所述简支梁上表面的一端开设有固定豆包阻尼器的圆孔和导向孔，在简支梁上表面安装有传感器；所述激振器固定夹包括支撑激振器的支撑部，该支撑部位于悬臂梁上表面的上方。通过本试验台，能够对各种豆包阻尼器进行试验，提高豆包阻尼的减振效果，极大地推动豆包减振技术的发展。

2.1 试验台的设计根据所需的试验要求，本设计主要是为了对豆包阻尼器进行试验的豆包阻尼提供一种减振试验台。为实现上述目的，设计了一种豆包阻尼减振试验台，并选择合适的试验台的振动源以及相应的其它部件。由于本试验主要研究的振动频率较高、振幅较小，以及从可行性方面考虑，，采用电动式点动激振器，产生垂直方向的振动。用扫频信号发生器来控制频率的变化，得到所需要的频率；通过改变豆包组成成分及配比来提供变量。振动台固定在水平地面上，并在室温条件下试验。2.1.1 试验台的构建如下图 2-1、2-2 所示，这是一台机械振动与控制试验台。它包括底座、固定在底座上表面的简支梁支座、滑动连接的激振器支座、固定在简支梁支座上的简支梁，以及固定激振器且与激振器支座固定连接的激振器固定夹，所述简支梁上表面的一端开设有固定豆包阻尼器的圆孔和导向孔，在简支梁上表面安装有传感器；所述激振器固定夹包括支撑激振器的支撑部，该支撑部位于悬臂梁上表面的上方。通过本试验台，能够对各种豆包阻尼器进行试验，提高豆包阻尼的减振效果，极大地推动豆包减振技术的发展。
【学位授予单位】：陕西科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TB535

【参考文献】

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本文编号：2532848