基于压电分流阻尼技术的减振环设计与实验研究

发布时间：2020-04-13 18:27

【摘要】：转子系统在运转时会产生振动,特别是跨临界转速的工况下,振动尤为明显。这些振动会通过轴承传递到支承和机械结构上,造成巨大危害。本文提出了一种新型减振环设计,该装置被安装于轴承和支承之间,可以有效抑制通过轴和轴承传递到支承的振动。本文首先介绍了压电效应的基本理论,压电堆叠的基本性能和压电分流阻尼技术。设计了减振环结构来保护压电堆叠,避免压电堆叠受剪力和扭矩破坏。减振环是由保护框架和压电堆叠耦合作用的减振装置。通过将减振环简化为二维力学模型,推导了减振环的复刚度,和安装减振环后系统的力传递率函数。根据理论模型,进一步进行了系统的有限元仿真分析,验证了减振环保护压电堆叠的效果。通过有限元仿真计算了减振环系统中的相关参数。为后续理论模型优化提供参数依据。本文设计了减振环系统减振性能评估实验。测试了压电堆叠的电容等参数和减振环系统的力传递率曲线。并通过比较不同电路参数的情况,找到了设计工况下的最佳电路参数。根据有限元和实验测得的参数,基于理论模型进行了参数优化方法的研究。探讨了不同情况下的参数影响规律。理论模型和实验都证明减振环有显著减振作用,在转子系统的减振领域有重要的研究意义。
【图文】：

减振,压电

图 1.2 所示，Atzrodt，Mayer，Melz 等[35]学者将四个压电堆叠沿着轴承的径向方座内部。在压电堆叠两端用半球形盖粘接，并抵住轴承。每个压电堆叠都和外接承振动产生的径向力直接传递给压电堆叠，并通过分流电路转化。并通过实验证用于传动轴隔振具有明显效果。这样布置虽然可以使振动产生的力和位移直接传极化方向，但是也产生了诸多问题。第一，不方便加工和安装。在现实条件下，外壳内打孔并安装固定压电堆叠对于外壳的厚度尺寸和外形要求很高。而且支承结构的强度和刚度，所以虽然起到减振效果，但是可能使结构无法发挥正常功能和压电堆叠在极化方向能承受较大的压力，，但是无法承受过多的剪切力和扭矩。将承径向布置，当转子系统高速运转时轴承也会出现旋转并使压电堆承受剪切力和种环境下，压电堆叠的可靠性和使用寿命很难保证。第三，这样安装压电堆叠无互换性和标准化。在工程中，无法流水线加工装配，会额外增加工时和成本。压机身的钻孔中，使得这样的结构无法在所有结构中实施，限制了它的使用范围。件的载荷是分布载荷，因为采用的是柱状压电堆叠，所以环绕着轴承需要布置大，通过每个压电堆叠进行耦合才能达到更好的效果。只有四个压电堆叠分布在传以产生一个均布的减振效果。

共烧,压电陶瓷,实物,低压

2.1 低压叠堆共烧压电陶瓷实物合结构，一般为柱形和环形结叠堆粘接固定，再用金属片将混合材料结构。高压叠堆压电压叠堆压电陶瓷的实物图。该压 2.3 高压叠堆压电陶瓷性能参PZT HP N)-275 )680 3800 215 2m /N)23 7.83
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH122

【参考文献】