新型复合阻尼管夹减振性能分析与结构设计

发布时间：2020-08-12 05:31

【摘要】：管路系统由管道、管夹和流体组成,广泛应用于车辆、轮船、建筑等行业或领域。在工作中,管路系统在外界激励和内充流体介质冲击下,会产生较大振动和噪音,加剧设备疲劳和磨损、缩短使用寿命、造成环境噪音污染,甚至产生管道裂缝、断裂,导致流体泄露。因此,管路系统的减振降噪研究,特别在诸如军事等一些特殊领域,具有重要的现实意义。本文通过分析管路系统的动力学特性,揭示管夹对管路系统的减振和隔振原理,进而从管夹材料和结构两方面入手设计新型复合阻尼管夹,以减小管道系统的振动。首先理论分析管路系统振动特性,给出新型复合阻尼管夹的设计思路。在保证质量几乎不变的情况下,适当降低管夹的支承刚度,提高管夹隔振效果;同时在材料选择和结构设计上适当增大管夹的阻尼值,提高管夹在共振区的减振效果,进而减小管路系统的振动。然后提出新型阻尼管夹的分析设计方法。根据受迫非共振法,设计并制作试验测试装置,得到管夹的支承刚度和阻尼值,测试管夹中减振元件的材料硬度并得到其弹性模量和泊松比。根据测试参数,建立管夹的三维模型,在ANSYS有限元平台上分析其模态振型等动力学特性。为理论和试验相结合分析、设计新型管夹奠定基础。最后,根据新型阻尼管夹的设计方法,设计制作出管径为Φ30的新型阻尼管夹。采用较软的橡胶材料制作管夹减振元件,在结构上重新设计支撑件、减振元件与管道的接触方式和结构参数。试验对比和ANSYS有限元仿真结果表明,设计完成的管径Φ30的管夹具有较好的减振效果。本文的提出的研究方法和设计思路将为设计新型阻尼管夹提供参考;本文给出的新型管夹的结构形式参数和材料选择将为进一步设计系列化减振管夹产品打下基础。
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB535.1
【图文】：

管夹,三维模型

图 1-1 管夹三维模型 35 钢，通过建立三维模型并进行静态图对管夹进行结构改善，减轻了管夹的罗上银[28]总结了我国在液压、气(汽)动的类型主要有钢木结构管夹、钢制单体构件焊接管夹。钢制单体管夹结构如图1-2b 所示。

结构图,管夹,结构图

图 1-1 管夹三维模型管夹材料选择为 35 钢，通过建立三维模型并进行静态分析，根据管夹的分析结果及优化云图对管夹进行结构改善，减轻了管夹的质量，且结构的静能也得到了改善。岳峰、吴国华、罗上银[28]总结了我国在液压、气(汽)动传动管道中管夹的及应用进展。管夹的类型主要有钢木结构管夹、钢制单体管夹、塑料管夹压铸管夹及金属结构件焊接管夹。钢制单体管夹结构如图 1-2a 所示，其余结构类似，如图 1-2b 所示。

管路系统,管夹

管路系统一般由管道及管夹两部分组成，如图 2-1 所示。管路系统管道 {管子输送流体管夹固定元件支撑元件减振元件连接元件图 2-1 管路系统的组成管道是管路系统的主要组成部分，起着导向与输送流体的作用；管夹是道按照预定的走势布置，安装在管道中间起着一定的支撑与固定作用，道的使用中不可避免的会产生一些振动，为了减小管道的振动，管夹要阻尼性，使管夹在管道中起到良好的隔振与减振效果。管道在使用过程中的简图如图 2-2 所示。

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