柴油机固定件振动传递特性研究

发布时间：2017-08-17 02:09

  本文关键词：柴油机固定件振动传递特性研究

  更多相关文章： 传递函数 时域辨识 频域辨识 TPA

【摘要】：柴油机在船舶、车辆等大功率机械结构领域中广泛使用,其工作中产生的振动噪声成为亟待解决的问题,研究柴油机振动传递特性具有一定的应用价值和科学意义。柴油机固定件作为一种组合弹性体,其主要包括油底壳、轴承座、机体和缸盖等部件;组合体的振动传递特性研究主要是TPA传递路径分析,即振动信号传递路径贡献量分析和主要传递路径确定;在组合弹性体中振动信号的传播有多个不同的路径,虽然各路径难以用确切的物理解析式表达,但可通过传递函数数学模型表示;采用一种利用有限元动力学分析数据辨识传递函数的方法,根据所得传递函数计算出工况下各路径输出响应,通过对比响应结果的得出振动主要传递路径和贡献量。本文针对某直列四缸柴油机进行了以下研究:1.为说明基于有限元分析弹性体传递函数辨识的有效性,以悬臂梁板为例进行分析,建立其有限元模型,确定激励位置、大小及方向,利用ABAQUS软件对其进行稳态动力学和瞬态动力学分析,确定输出点,提取响应数据,进行频域、时域参数辨识,求得传递函数,以所得传递函数的时频特性说明了辨识结果可靠。2.建立柴油机固定件有限元模型,分析确定其激励、响应位置,按悬臂梁辨识流程求得其传递函数;对于多项式频域法辨识,对比X,Y,Z方向的传递函数的幅频曲线与CAE动力学分析响应点幅频曲线,发现各曲线峰值对应的各频率点相差微小,辨识结果可靠;对于采用ARM模型时域法辨识,利用系统辨识工具箱分析出模型参数值,绘制模型预测信号与实测信号曲线,发现二者比较接近,所得模型能够反映结构的输出特性。3.分析柴油机振动主要来源,建立柴油机固定件振动传递路径模型;将从轴承座上试验采集的激励信号进行傅立叶变换,得到频域信号,其主要集中在低频范围内,其在频率17.56Hz幅值最大;利用所求传递函数计算出各路径各向响应点输出信号,绘制各向输出信号的幅频曲线,得出在不同频率下振动传递路径贡献大小;矢量叠加各路径输出信号,绘制总输出信号的幅频曲线,观察趋势发现其主要集中在低频范围,对比输入激励可知,该型号柴油机固定件对轴承座所受激励的频率成分的影响不大。
【关键词】：传递函数 时域辨识 频域辨识 TPA
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK421
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 选题依据和研究背景9-11
• 1.2 振动传递特性研究现状与发展动态11-14
• 1.2.1 组合弹性体振动特性发展趋势11-13
• 1.2.2 传递路径分析方法13-14
• 1.2.3 系统辨识在结构建模中的研究现状14
• 1.3 本论文的研究内容14-16
• 第二章 系统传递函数16-30
• 2.1 连续系统的传递函数16-18
• 2.2 系统的可辨识性18-19
• 2.2.1 系统的状态方程描述18-19
• 2.2.2 系统的可控性和可观性19
• 2.3 传递函数参数辨识19-28
• 2.3.1 频域辨识方法20-23
• 2.3.2 时域辨识方法23-26
• 2.3.3 系统传递函数阶次的确定26-28
• 2.4 弹性体结构振动传递函数建模28-29
• 2.5 本章小结29-30
• 第三章 系统辨识实例分析30-62
• 3.1 有限元模型传递函数辨识过程30-32
• 3.1.1 有限元模型的建立30-31
• 3.1.2 有限元传递函数模型辨识步骤31-32
• 3.2 辨识实例分析32-61
• 3.2.1 悬臂梁板结构传递函数辨识32-44
• 3.2.2 柴油机结构传递函数辨识44-61
• 3.3 本章小结61-62
• 第四章 柴油机固定件振动传递路径分析62-74
• 4.1 复杂结构系统振动传递路径分析62
• 4.2 传递路径方法原理62-64
• 4.3 柴油机TPA模型的建立64
• 4.4 柴油机振动传递路径叠加特性的验证64-66
• 4.5 柴油机振动传递路径振动贡献量分析66-73
• 4.6 本章小结73-74
• 第五章 总结与展望74-76
• 5.1 全文总结74-75
• 5.2 工作展望75-76
• 参考文献76-80
• 攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果80-81
• 致谢81-82

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 叶松奎;;传递路径分析法在方向盘振动分析中的应用[J];客车技术与研究;2016年01期

2 徐建龙;许锐;彭利国;;基于TPA的船舶双层隔振系统计算模型与试验验证[J];中国舰船研究;2015年05期

3 李伟光;杨海燕;李丽;李安邦;徐新华;;复杂船舶围壁的传热多项式传递函数辨识[J];中国舰船研究;2015年03期

4 刘兆田;李敬敬;何旭;施心陵;;Matlab系统辨识工具箱在煤泥浮选过程辨识建模中的应用[J];选煤技术;2014年06期

5 罗晨晖;杨U_梁;张健;杨培刚;;发动机激励下车身振动的有限元分析[J];拖拉机与农用运输车;2013年01期

6 武新峰;雷勇军;李家文;;基于有限元分析的复杂结构弹性振动传递函数建模[J];振动与冲击;2012年11期

7 张焕宇;郝志勇;李一民;;490柴油机机体减振降噪研究[J];振动与冲击;2012年07期

8 慕乐;周捫;;基于传递路径分析的怠速工况下转向盘振动路径识别及改进[J];汽车技术;2011年04期

9 杨贵春;牛军;陈茜;曾高文;;基于现代设计方法的柴油机振动特性研究[J];车用发动机;2010年05期

10 龙岩;史文库;梁天也;周舟;张军;;基于改进传递路径分析法的动力总成悬置系统优化及评价[J];汽车工程;2009年10期

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 杨易e，

本文编号：686611