船用水泵管系分布式吸振器应用研究

发布时间：2020-06-20 21:22

【摘要】：管路系统被誉为工业生产中的“血管”,是介质传输和能量传送的重要通道,在大型动力机械中被广泛应用。周边恶劣的振动环境使得管路系统普遍存在着主要由于旋转机械轴频引起的强迫振动,时刻威胁着生产运输的安全。本文针对水泵管系的低频特性设计了一种被动式悬臂梁动力吸振器,用于抑制管路的振动。首先,对吸振器工作的原理进行了理论分析,调研了现有的管路吸振器型式,结合本文背景项目的要求,提出了一种吸振频率连续可调的悬臂梁式管路吸振器的方案,建立了悬臂梁式吸振器的动力学模型,理论推导了集中质量悬臂梁的固有频率计算方法,并基于提出的方案完成了吸振器的结构参数设计。其次,搭建了管路实验台架,制作了吸振器实物样件。通过有限元仿真和实验两种途径,验证了设计的吸振器固有频率可控并连续可调,其对吸振频带内的单频及多频激励具有良好的吸振能力。通过分析发现,吸振器的分布位置对于吸振能力十分重要,安装在错误的位置反而会使管路的振动加剧;管路吸振与管路自身的振动特性有着很大的关系,得到了将吸振器布置在管路受迫振动响应最大的位置具有最佳的抑振能力的结论,为吸振器的实际应用提供了依据。最后,为了更加准确的获得管路系统的振动特性,对管路系统受到的动载荷进行了载荷识别研究,利用频响函数求逆法和最小判别系数法对管路载荷的大小、位置和方向进行了准确的识别。
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U664.58
【图文】：

振动控制,方法

[9]。图1.1 振动控制方法(1) 消振消振的含义是从振源处进行抑制，抑制振源强度是消除振动的根本方法。绝大部分机械的振动都是来自自身的旋转运动引起的，减弱被控对象的自身振动就是从源头减弱振动造成的影响。比如船用轮机中由于不对中的转子转动引起的振动，是引起轮机振动的常见原因，可以通过提高转子的制造工艺来消除或减弱离心力引起的振动；可以通过现场动平衡实验来使轴系质量不平衡现象得到改善[10]；改变柴油发动机的汽缸发火顺序可以使其避开共振区域；在加工过程中车刀出现的颤动现象则可以通过添加冷却剂的方法来减小车刀在切削工件时产生的摩擦力，从根源上消除产生振动的条件[11]。以上这些方法都是通过对被控对象的修正或者改变固有特性来从振源减弱或消除振动。(2) 隔振隔振是减少振动源振动影响的一种行之有效的方法。该方法是通过使用弹性元件[12]连接被减振结构和振动源，以实现在工作过程中减小受控结构在振动源激励下的响应。根据是否需要从外部介入能量来完成振动控制，可分为主动隔振和被动隔振。被动隔振器一般由弹性较好并且具有阻尼特性的材料构成[14]

吸振器,被动式,动力吸振器

[42]，如下图所示。图1.2 动力吸振器分类(1)被动式吸振器被动式吸振器具有结构简单，造价低廉等优点，最早被广泛用于减振工程中[43]，被动式吸振器分为无阻尼和有阻尼两种，无阻尼式由质量元件和刚度元件组成，有阻尼式由质量元件、弹性元件和阻尼元件组成[44]，弹性元件一般是金属弹簧、悬臂梁等，刚度元件一般由质量块构成，橡胶、钢丝绳等材料既可以当作弹性元件又可以当作阻尼元件。被动式吸振器的特点是对固定频率的激励吸振效果良好，但吸振频率单一，对于频率比

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