具惯容的离心摆轴系结构轴向振动的抑制

发布时间：2020-06-03 03:22

【摘要】：轴系结构振动是发动机的主要振动之一,其将影响机器的寿命和工作效率,甚至引起破坏,如何有效抑制轴系结构振动是一个重要的课题。基于此,本文提出一种具惯容的离心摆,分析其对轴系结构轴向振动的抑制。本文首先建立外激励作用下具惯容离心摆轴系结构的轴向非线性振动方程,基于离心摆小幅振动假设,得到系统的线性振动方程。然后,使用解析方法分析简谐激励和随机激励情形下具惯容离心摆减振器对轴系结构轴向线性振动的抑制及减振器参数优化设计问题。在简谐激励作用下,以主结构的轴向振动幅值最小为优化目标,用固定点法得到了最优无量纲阻尼的解析表达式,调谐函数对轴向振动有很大的影响,且合适的调谐函数能实现最优的减振效果,惯容的引入能更容易调整调谐函数。在随机激励作用下,以主结构轴向振动的位移响应均方值最小为优化目标,研究表明:高斯白噪声作用下,减振器存在最优的与离心摆相关的调谐函数和最优无量纲阻尼,且与惯容量相关的调谐函数和质量比对减振效果有很大的影响;宽带噪声作用下,减振器存在最优的与惯容量相关的调谐函数,无量纲阻尼对减振器的减振性能有很大影响。通过比较分析具惯容离心摆减振器和动力吸振器在轴系结构轴向振动的减振效果,表明相同质量比下优化后的具惯容离心摆减振器有更好的减振效果。此外,本文还用数值模拟方法分别求解简谐激励、高斯白噪声和宽带噪声作用下具惯容离心摆轴系结构的轴向非线性振动方程,得到三种激励情形下的轴系结构轴向振动的位移响应或其均方值。将线性系统和非线性系统的数值模拟结果进行比较,验证线性系统的有效性,并详细讨论了惯容量和离心摆质心到枢轴的水平距离在线性系统中的适用范围。
【图文】：

船舶发动机,百度,图片

在实际中，因发动机轴系结构的振动造成交通工具不能正常；作的事例逡逑屡见不鲜，轻则引起不可忽视的噪声、造成部件的磨损，重则造成轴系结构的断逡逑轴事故，带来不可预估的损失［６，７］。图１－２为某船舶发动机发生的断轴事故。逡逑图１－１某船舶发动机（注：百度图片）图１－２某发动机曲轴断裂（注：百度图片）逡逑因此，在这种背景下，通过合理的方式方法降低轴系结构的振动有着非常深逡逑远的意义。研究轴系结构的振动机理，有助于减少或消除故障的再次发生，，为用逡逑户节约大量的维护经费，也有助于提高发动机的可靠性和使用裕度，从而创造一逡逑定的经济效益，具有较强的工程实用价值。基于此，本文通过对轴系结构简化模逡逑型的研究，提出一种减振器用于抑制发动机轴系结构的振动并对减振器进行优化逡逑设计，这具有一定的学术价值和实际意义。逡逑１．２轴系结构的主要振动形式逡逑发动机的轴系结构即曲轴是发动机中最关键的运动部件之一，它的尺寸参数逡逑在很大程度上决定并影响着发动机整体的尺寸和重量

百度,发动机曲轴,图片

在实际中，因发动机轴系结构的振动造成交通工具不能正常；作的事例逡逑屡见不鲜，轻则引起不可忽视的噪声、造成部件的磨损，重则造成轴系结构的断逡逑轴事故，带来不可预估的损失［６，７］。图１－２为某船舶发动机发生的断轴事故。逡逑图１－１某船舶发动机（注：百度图片）图１－２某发动机曲轴断裂（注：百度图片）逡逑因此，在这种背景下，通过合理的方式方法降低轴系结构的振动有着非常深逡逑远的意义。研究轴系结构的振动机理，有助于减少或消除故障的再次发生，为用逡逑户节约大量的维护经费，也有助于提高发动机的可靠性和使用裕度，从而创造一逡逑定的经济效益，具有较强的工程实用价值。基于此，本文通过对轴系结构简化模逡逑型的研究，提出一种减振器用于抑制发动机轴系结构的振动并对减振器进行优化逡逑设计，这具有一定的学术价值和实际意义。逡逑１．２轴系结构的主要振动形式逡逑发动机的轴系结构即曲轴是发动机中最关键的运动部件之一，它的尺寸参数逡逑在很大程度上决定并影响着发动机整体的尺寸和重量
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH113.2

【参考文献】