惯容器对隔振系统动态性能的影响研究

发布时间：2017-09-16 23:42

  本文关键词：惯容器对隔振系统动态性能的影响研究

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【摘要】：惯容器的出现及ISD(I-惯容器,S-弹簧,D-阻尼器)隔振系统的确立使机械振动系统有了进一步发展的潜力。本文推导了单层、双层和多层ISD隔振系统的振动传递率计算公式,分析了单层、双层和多层ISD隔振系统的动态性能,研究了惯容器对隔振系统固有频率和振动传递率的影响。针对单层ISD隔振系统,设计了一种滚珠丝杠式惯容器,开展了单层ISD隔振系统的实验研究,探索了惯容器在单层隔振系统中的减振特性。上述研究为惯容器在复杂隔振系统中的实际应用提供了理论基础和实验参考,本文的主要内容包括以下几个方面:首先,本文对隔振技术的发展,惯容器研究背景及研究意义做了详细的阐述,在整理大量国内外参考文献的基础上,对隔振技术的理论研究方法、研究现状和发展趋势进行了归纳总结,初步探索了惯容器在隔振系统中的应用。基于含有惯容器的新机电相似类比关系,本文介绍了惯容器的概念和原理,探索了含有惯容器系统的机械阻抗和惯容器元件模型,提出了一种位移放大式惯容器,为开展惯容器在隔振系统中的研究奠定了理论基础。其次,本文从单层隔振系统着手,探索惯容器在单层隔振系统中的应用。设计了两种单层ISD隔振系统,推导了这两种ISD隔振系统的振动传递率计算公式,探讨了惯容器对隔振系统动态特性的影响,研究了单层ISD隔振系统的减振性能,开展了相应的实验研究。研究结果表明:增加惯容器后,ISD隔振系统的固有频率比原隔振系统(传统弹簧阻尼系统)的固有频率低,相当于将原隔振系统的共振频率向低频移动,并且会抑制原隔振系统的共振振幅;惯容系数越大,对共振振幅的抑制越明显;ISD隔振系统在低频的传递效果优于原隔振系统,随着频率比的增加,ISD隔振系统的振动传递率趋于稳定值,惯容系数越大,隔振效果反而下降,即惯容器会减小原隔振系统振动传递率的衰减;惯容器、弹簧和阻尼分别并联的ISD隔振系统的传递率特性介于弹簧阻尼系统与一个惯容器和一个弹簧并联的隔振系统之间。最后,基于单层隔振系统的研究基础,探讨了双层和多层ISD隔振系统的动态特性,推导了双层和多层ISD隔振系统的振动传递率,通过算例分析了双层和多层ISD隔振系统的固有频率和振动传递率,研究结果表明:与原隔振系统(传统双层和多层弹簧阻尼隔振系统)相比,不管惯容器安装在上层还是下层,都会减小双层和多层隔振系统的固有频率,惯容器对高阶固有频率的影响较大;与在下层安装惯容器相比,在上层安装惯容器对系统的固有频率影响较大,会减小相邻固有频率的间隔;当惯容器一端接地一端接中间质量时,相当于增加了中间质量的参振质量;不接地的惯容器会减小隔振系统高频振动传递率的衰减。本文通过单层、双层和多层ISD隔振系统的振动传递率计算公式的理论研究和实验研究,加深了惯容器对隔振系统的理解,揭示了惯容器对单层、双层和多层隔振系统影响的规律,为惯容器在复杂隔振系统中的实际应用提供了理论基础和实验参考,研究结果有利于惯容器在舰船上的推广和应用。
【关键词】：隔振系统 传递率 固有频率 惯容器 减振效果
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U661.44
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-14
• 第1章 绪论14-22
• 1.1 隔振技术的发展回顾14-17
• 1.2“惯容-弹簧-阻尼”隔振新技术17-19
• 1.2.1 惯容器的发展17-18
• 1.2.2 ISD隔振技术18-19
• 1.3 本文研究目的和内容19-22
• 1.3.1 研究意义19-20
• 1.3.2 研究内容20-22
• 第2章 惯容器动力学特性与模型22-32
• 2.1 引言22
• 2.2 惯容器动力学特性22-25
• 2.2.1 含惯容器的机电类比关系22-23
• 2.2.2 含惯容器的机械阻抗理论23-25
• 2.3 惯容器模型25-30
• 2.3.1 齿轮齿条惯容器25-26
• 2.3.2 滚珠丝杠式惯容器26-27
• 2.3.3 液力发生器式惯容器27-28
• 2.3.4 位移放大式惯容器28-29
• 2.3.5 扭转惯容器29
• 2.3.6 惯容器的本质29-30
• 2.4 本章小结30-32
• 第3章 含惯容器的单层隔振系统动态性能影响研究32-40
• 3.1 引言32
• 3.2 ISD隔振系统的阻抗特性32-33
• 3.3 惯容器对隔振系统动态特性的影响33-38
• 3.3.1 惯容器并联系统33-37
• 3.3.2 惯容器串联系统37-38
• 3.4 单层ISD隔振系统算例分析38-39
• 3.5 本章小结39-40
• 第4章 单层ISD隔振系统实验研究40-50
• 4.1 引言40
• 4.2 滚珠丝杠式惯容器的动力学特性40-41
• 4.3 惯容器非线性动力学分析41-42
• 4.4 振动实验系统42-45
• 4.4.1 实验系统的设备42-44
• 4.4.2 实验工况及步骤44-45
• 4.5 单层ISD隔振系统实验结果与分析45-48
• 4.6 本章小结48-50
• 第5章 含惯容器的双层隔振系统动态性能影响研究50-66
• 5.1 引言50
• 5.2 惯容器对双层隔振系统动态特性的影响50-55
• 5.3 双层ISD隔振系统计算实例55-64
• 5.3.1 不同刚度条件下惯容器对双层隔振系统的影响56-64
• 5.3.2 接地惯容器对双层隔振系统的影响64
• 5.4 本章小结64-66
• 第6章 含惯容器的多层隔振系统动态性能影响研究66-74
• 6.1 引言66
• 6.2 惯容器对多层隔振系统动态性能的影响66-69
• 6.3 三层ISD隔振系统算例分析69-72
• 6.4 本章小结72-74
• 全文总结与展望74-76
• 参考文献76-80
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文和取得的科研成果80-81
• 致谢81

【参考文献】

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本文编号：865998