简易货运索道振动抑制与能量收集技术研究
发布时间：2021-02-18 15:39
简易货运索道以其独特的运输方式被广泛应用于送变电工程建设项目中,且多应用在深山密林等人迹罕至的高海拔地区。简易货运索道悬索系统是最复杂的索道系统之一,其面临着气候多变和复杂地质条件的挑战。对索道悬索进行振动分析是研究简易货运索道动力学的基本问题。悬索振动不仅会制约货运索道的运输效率,同时也是造成安全事故的重要因素。为保证索道的安全运行,需对索道运行进行实时监控。本文基于离散系统模型对悬索自由振动模型进行简化,建立了悬索振动方程并求解;在此基础上,设计了集振动抑制和能量收集于一体的新型装置。本文的主要研究工作如下:1.查阅了大量国内外关于悬索动力学研究、振动抑制阻尼器和能量收集等领域的相关文献,并对其研究现状进行了综述。2.针对悬索的振动特性,对比分析压电式、静电式和电磁感应式能量回收方式的特点;本文选择电磁感应式能量收集,将悬索振动能量转化为电能,并设计了基于LM317的整流滤波稳压充电电路。3.设计了一种新型弹簧减振器用于抑制货运索道悬索的振动,并对其进行了动力学分析;建立该装置的简化动力学模型;该新型弹簧减振器使用电磁阻尼来替代传统弹簧减振器的液压阻尼,同时能将振动能量转化为电能;...
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
多跨单循环货运索道现场布置图
为涡流制动器或电磁耦合器[35]。电磁阻尼器可以分为永磁式电磁阻尼器、电励磁电磁阻尼器和混合励磁电磁阻尼器三种类型。永磁式电磁阻尼器由永磁体激励，无需外部电源，所以节约材料与能源、效率高，但是间隙磁场大小不能根据需要实时调节；电励磁电磁阻尼器通过控制绕组电流可以调节间隙磁场强度的大小，但其能达到的最大间隙磁场强度较小[36]；混合励磁电磁阻尼器的间隙磁场主要由永磁体产生，励磁绕组产生的磁场起调节的作用，该种方式提供的间隙磁场幅值大且可调节，相比于电励磁电磁阻尼器更加节省能源[37]。图1-2电励磁直线电磁阻尼器如图1-3所示，显示了电励磁直线电磁阻尼器的一般结构。罗马尼亚学者相对速度制动力励磁绕组背铁初级铁芯导体板涡流
西南交通大学硕士研究生学位论文第5页Boldea等人将初级励磁绕组等效为无限薄电流层，然后根据分层理论推导出了电励磁直线电磁阻尼器的解析模型[38]。如图1-3所示，展示了Wallace等人设计的永磁式轴向电磁阻尼器。使用旋转轴上的螺旋调节机构可以实现永磁体的平行移动即调节气隙的距离。因此，通过调节气隙长度可以实现制动力的无级调节[39-40]。图1-3永磁式轴向电磁阻尼器如图1-4所示，MATSUOKA等人设计了一种新型混合励磁电磁阻尼器，研究了阻尼力随励磁电流的变化关系。经仿真分析和实验验证可知，混合励磁轴向电磁阻尼器能够有效抑制共振峰的峰值、显著减小最大加速度和相对位移[41]。图1-4混合励磁旋转电磁阻尼器电磁阻尼器与传统的粘滞、粘弹性阻尼器相比，其在产生阻尼力的过程中，初级导体板和次级导体板没有任何的接触，不影响系统的动态响应和材料属性，能提供稳定摩擦力以及制动力。还具有噪声孝系统寿命长等优点。由于其优越的性能，电磁阻尼器被广泛应用于电磁机械制动、抑制振动、车辆悬挂系统、空励磁绕组铁芯滚珠丝杠导体盘稀土永磁体连轴器丝杠螺母铁芯导体板永磁铁转轴可移动磁盘垫片
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型液电馈能式汽车减振器的设计[J]. 杜巧连,陈旭辉. 机械制造. 2018(07)
[2]电磁阻尼器的发展现状及应用前景[J]. 寇宝泉,金银锡,张赫,张鲁,张海林. 中国电机工程学报. 2015(12)
[3]单跨架空索道货物脱钩跳跃弦振动响应分析[J]. 冯辉荣,周成军,周新年,巫志龙. 力学与实践. 2014(02)
[4]液电式馈能减振器外特性仿真与试验[J]. 张晗,过学迅,徐琳,张杰. 农业工程学报. 2014(02)
[5]探讨输电线路施工中索道的运用[J]. 胡亮,黄涛涛,关绍峰. 广东科技. 2012(23)
[6]压电振动能量收集装置研究现状及发展趋势[J]. 刘祥建,陈仁文. 振动与冲击. 2012(16)
[7]电磁型振动能量收集器研究及发展现状[J]. 陈勇,丁杰雄. 微纳电子技术. 2012(08)
[8]输电线路工程应用双索循环式索道的成本效益分析[J]. 张洁,王绵斌,谭忠富. 华东电力. 2012(06)
[9]空气阻尼器在海洋重力仪上的应用设计[J]. 谢清陆,高建尽,李应超. 液压与气动. 2012(06)
[10]斜拉索风雨激振的数值模拟研究[J]. 唐善然,陈文礼,李惠. 工程力学. 2012(03)
博士论文
[1]基于MEMS技术的微型电磁式振动能量采集器的研究[D]. 王佩红.上海交通大学 2010
[2]林业架空索道悬索理论的研究[D]. 薛伟.东北林业大学 2001
硕士论文
[1]用于振动控制的电磁阻尼器若干问题的研究[D]. 左从杨.南京航空航天大学 2012
本文编号：3039754
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
多跨单循环货运索道现场布置图
为涡流制动器或电磁耦合器[35]。电磁阻尼器可以分为永磁式电磁阻尼器、电励磁电磁阻尼器和混合励磁电磁阻尼器三种类型。永磁式电磁阻尼器由永磁体激励，无需外部电源，所以节约材料与能源、效率高，但是间隙磁场大小不能根据需要实时调节；电励磁电磁阻尼器通过控制绕组电流可以调节间隙磁场强度的大小，但其能达到的最大间隙磁场强度较小[36]；混合励磁电磁阻尼器的间隙磁场主要由永磁体产生，励磁绕组产生的磁场起调节的作用，该种方式提供的间隙磁场幅值大且可调节，相比于电励磁电磁阻尼器更加节省能源[37]。图1-2电励磁直线电磁阻尼器如图1-3所示，显示了电励磁直线电磁阻尼器的一般结构。罗马尼亚学者相对速度制动力励磁绕组背铁初级铁芯导体板涡流
西南交通大学硕士研究生学位论文第5页Boldea等人将初级励磁绕组等效为无限薄电流层，然后根据分层理论推导出了电励磁直线电磁阻尼器的解析模型[38]。如图1-3所示，展示了Wallace等人设计的永磁式轴向电磁阻尼器。使用旋转轴上的螺旋调节机构可以实现永磁体的平行移动即调节气隙的距离。因此，通过调节气隙长度可以实现制动力的无级调节[39-40]。图1-3永磁式轴向电磁阻尼器如图1-4所示，MATSUOKA等人设计了一种新型混合励磁电磁阻尼器，研究了阻尼力随励磁电流的变化关系。经仿真分析和实验验证可知，混合励磁轴向电磁阻尼器能够有效抑制共振峰的峰值、显著减小最大加速度和相对位移[41]。图1-4混合励磁旋转电磁阻尼器电磁阻尼器与传统的粘滞、粘弹性阻尼器相比，其在产生阻尼力的过程中，初级导体板和次级导体板没有任何的接触，不影响系统的动态响应和材料属性，能提供稳定摩擦力以及制动力。还具有噪声孝系统寿命长等优点。由于其优越的性能，电磁阻尼器被广泛应用于电磁机械制动、抑制振动、车辆悬挂系统、空励磁绕组铁芯滚珠丝杠导体盘稀土永磁体连轴器丝杠螺母铁芯导体板永磁铁转轴可移动磁盘垫片
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型液电馈能式汽车减振器的设计[J]. 杜巧连,陈旭辉. 机械制造. 2018(07)
[2]电磁阻尼器的发展现状及应用前景[J]. 寇宝泉,金银锡,张赫,张鲁,张海林. 中国电机工程学报. 2015(12)
[3]单跨架空索道货物脱钩跳跃弦振动响应分析[J]. 冯辉荣,周成军,周新年,巫志龙. 力学与实践. 2014(02)
[4]液电式馈能减振器外特性仿真与试验[J]. 张晗,过学迅,徐琳,张杰. 农业工程学报. 2014(02)
[5]探讨输电线路施工中索道的运用[J]. 胡亮,黄涛涛,关绍峰. 广东科技. 2012(23)
[6]压电振动能量收集装置研究现状及发展趋势[J]. 刘祥建,陈仁文. 振动与冲击. 2012(16)
[7]电磁型振动能量收集器研究及发展现状[J]. 陈勇,丁杰雄. 微纳电子技术. 2012(08)
[8]输电线路工程应用双索循环式索道的成本效益分析[J]. 张洁,王绵斌,谭忠富. 华东电力. 2012(06)
[9]空气阻尼器在海洋重力仪上的应用设计[J]. 谢清陆,高建尽,李应超. 液压与气动. 2012(06)
[10]斜拉索风雨激振的数值模拟研究[J]. 唐善然,陈文礼,李惠. 工程力学. 2012(03)
博士论文
[1]基于MEMS技术的微型电磁式振动能量采集器的研究[D]. 王佩红.上海交通大学 2010
[2]林业架空索道悬索理论的研究[D]. 薛伟.东北林业大学 2001
硕士论文
[1]用于振动控制的电磁阻尼器若干问题的研究[D]. 左从杨.南京航空航天大学 2012
本文编号：3039754
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