颗粒阻尼器对悬臂梁的减振作用研究

发布时间：2017-04-25 20:17

  本文关键词：颗粒阻尼器对悬臂梁的减振作用研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：作为一种振动被动控制新技术,颗粒阻尼技术是上世纪九十年代在振动控制领域出现和发展起来的。其原理是将颗粒体加入到振动部件上现有的或附加的空腔,利用颗粒体之间或者颗粒体与部件之间产生的碰撞和摩擦,将机械能转化成声能和热能,从而产生阻尼效应；同时颗粒体与部件之间的动量交换也能起到抑制振动的目的。颗粒阻尼具有很多优点,比如应用范围广、对原结构的改动较小、产生的附加质量小、减振效果明显等,因此具有良好的应用前景。鉴于颗粒阻尼在恶劣环境下的高频减振性能,颗粒阻尼已经在航空、汽车、机械等领域得到实现,在许多大型机械设备的减振控制中发挥了重要作用。但由于颗粒系统振动机制自身的复杂性和随机性,颗粒阻尼对结构减振的仿真分析和试验研究尚不完善。本文在总结近年来国内外关于颗粒阻尼的研究和应用现状的基础上,运用PFC3D离散元软件对颗粒阻尼器的减振性能进行了仿真分析,建立了颗粒阻尼器悬臂梁模型,分析了颗粒阻尼器的填充率、颗粒材料、颗粒大小、颗粒阻尼器的安装位置等因素对悬臂梁减振性能的影响,并进行了带有颗粒阻尼器的悬臂梁振动试验,以研究颗粒阻尼器对悬臂梁的减振效果。研究表明：不同的影响因素对颗粒阻尼器的减振效果不同。不同材料的颗粒,密度越大,减振效果越好。当填充率在比较适中的时候(70%-80%),减振效果最好。粒径太大或太小对颗粒阻尼器的减振效果都不是很好,只有当粒径适中时(4mm),减振效果最好。初位移越大,减振效果越好。阻尼器的位置对颗粒阻尼器的减振性能也有一定的影响,阻尼器越靠近悬臂梁末端,减振效果越好。
【关键词】：颗粒阻尼器 离散元 悬臂梁 PFC3D 阻尼比 振动试验台
【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB535.1
【目录】：

• 中文摘要6-7
• Abstract7-9
• 1 绪论9-14
• 1.1 引言9
• 1.2 颗粒阻尼技术概述9-10
• 1.3 国内外研究现状10-13
• 1.3.1 国外研究现状10-12
• 1.3.2 国内研究现状12-13
• 1.4 本文研究的主要目的与意义13
• 1.5 研究中存在的问题13-14
• 1.6 本文主要研究内容14
• 2 颗粒阻尼DEM建模与耗能特性14-19
• 2.1 DEM简介14-15
• 2.2 DEM基本原理及其假设15-16
• 2.3 颗粒接触力学模型16-17
• 2.4 颗粒运动方程17-18
• 2.5 颗粒阻尼耗能特性18-19
• 3 带颗粒阻尼器悬臂梁建模及减振效果分析19-39
• 3.1 PFC3D软件简介19
• 3.2 PFC3D离散元软件假设及适用性19-20
• 3.3 悬臂梁建模及验证20-24
• 3.3.1 基本参数20
• 3.3.2 模型的生成20-23
• 3.3.3 模型验证23-24
• 3.4 颗粒阻尼器建模24-26
• 3.4.1 颗粒阻尼器外壳建模24-25
• 3.4.2 阻尼器内颗粒的建模25-26
• 3.5 颗粒阻尼器减振性能研究方法26-29
• 3.6 颗粒阻尼器各影响因素对悬臂梁的减振效果仿真分析29-38
• 3.6.1 颗粒材料对颗粒阻尼器减振性能的影响29-30
• 3.6.2 填充率对颗粒阻尼器减振性能的影响30-32
• 3.6.3 粒径对颗粒阻尼器减振性能的影响32-34
• 3.6.4 初始位移对颗粒阻尼器减振性能的影响34-36
• 3.6.5 阻尼器位置对颗粒阻尼器减振性能的影响36-38
• 3.7 本章小结38-39
• 4 颗粒阻尼器减振特性试验研究39-54
• 4.1 试验用阻尼颗粒的选择39-40
• 4.2 振动试验台的搭建40-42
• 4.3 试验设备装置42-43
• 4.4 试验材料43
• 4.5 颗粒阻尼器悬臂梁自由振动试验43-53
• 4.5.1 颗粒材料对颗粒阻尼器减振性能的影响44-45
• 4.5.2 颗粒填充率对颗粒阻尼器减振性能的影响45-48
• 4.5.3 颗粒粒径对颗粒阻尼器减振性能的影响48-50
• 4.5.4 初始位移对颗粒阻尼器减振性能的影响50-51
• 4.5.5 阻尼器位置对颗粒阻尼器减振性能的影响51-53
• 4.6 本章小结53-54
• 5 工作总结与展望54-56
• 5.1 工作总结54
• 5.2 展望54-56
• 参考文献56-59
• 致谢59-60
• 攻读硕士学位期间的研究成果60

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