深井式立体车库升降平台模态分析与振动控制

发布时间：2017-07-05 16:23

  本文关键词：深井式立体车库升降平台模态分析与振动控制

  更多相关文章： 深井式立体车库 升降平台 桁架结构 模态分析 振动控制

【摘要】：升降平台是深井式立体车库运输结构的一部分,升降平台的振动对整个运输系统的安全性、噪声辐射及所载车辆的安全性有很大的影响。研究升降平台桁架的动态特性,对整个系统的振动、噪声控制以及节能方面都有重要的作用。本研究以PSC8CK-4ZT型车库为蓝本,采用有限元软件ANSYS的模态分析功能与建立数学模型求解模态相结合的方法,运用模态分析理论与技术来对升降平台桁架结构进行模态分析。针对升降平台在运行过程中存在的竖直方向的振动和水平方向的横向振动问题,提出了改进措施并进行了分析,得到了较好的改进效果。具体的研究内容如下:(1)从机械振动学的理论出发,介绍单自由度系统与多自由度系统机械振动模态分析法,并阐述了粘性阻尼对系统振动的影响,以及阻尼率、损耗因子与振动能量的关系。(2)对升降平台系统进行分析的基础上,运用机械振动系统的基本原理与方法,把车库升降平台的振动分解为齿轮齿条传动系统的振动与桁架结构的振动。(3)对于齿轮齿条传动系统,由于齿条紧固在车库墙壁上静止不动,所以齿轮齿条传动系统的振动客观表现为齿轮的振动。为分析实际工况下齿轮的动态特性,在ANSYS中对齿轮进行模态求解。提取齿轮前6阶模态,并将前6阶固有频率与齿轮转动频率相比较,齿轮最低阶固有频率远远大于齿轮转动频率,因此齿轮齿条的振动不是由共振引起的,而是齿轮工作时自身转动引起的振动。(4)液压马达输出的简谐激励力驱动齿轮在齿条上转动,对齿轮齿条传动系统建立动力学模型,由于金属刚性结构内部阻尼非常小,结构钢的能量损耗因子为-41?10,在忽略阻尼的情况下求解其振动函数(同时不考虑齿轮齿条安装误差、齿距误差的影响),并绘制客观的时域函数图,发现其稳态振动幅度为0.22mm,而在加阻尼材料的情况下,稳态振动幅度只有0.06mm。(5)利用ANYSY的模态分析功能,根据实际工况施加边界约束条件,求解由于液压马达转动引起的不平衡力作用下的桁架结构的谐响应,结果显示其水平方向累积总变形量为8.36mm,桁架水平两端梁在工况下的振幅为0.35mm。(6)升降平台水平横向振动控制依赖于与齿条接触的刚性靠背轮机构,为减小升降平台水平方向振动幅度,把刚性靠背轮机构滚轮的材料由结构钢改为阻尼合金,然后用ANSYS进行仿真,较之原先的桁架水平方向累积变形量的8.36mm,桁架水平两端梁振幅的0.35mm,具有阻尼的背轮机构的桁架水平方向累积总变形量为1.76mm,桁架水平两端梁的振幅为0.22mm。试验运行表明,在齿轮齿条轮齿上涂阻尼材料以及把刚性背轮机构改为有一定阻尼的背轮机构,可以有效减小升降平台运行过程中的振动幅度以及振动产生的噪声。
【关键词】：深井式立体车库 升降平台 桁架结构 模态分析 振动控制
【学位授予单位】：南华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U491.71
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-18
• 1.1 研究的意义与目的11-14
• 1.2 国内外研究现状14-16
• 1.2.1 深井式立体车库研究进展14-15
• 1.2.2 模态分析与应用的国内外研究现状15-16
• 1.3 研究内容及研究目标16-17
• 1.3.1 研究内容16-17
• 1.3.2 研究目标17
• 1.4 本论文的特色与创新之处17-18
• 第2章 机械振动及其模态分析的理论基础18-30
• 2.1 单自由度线性系统的自由振动18-20
• 2.2 多自由度系统的自由振动20-25
• 2.3 模态分析法求解系统的强迫振动25-27
• 2.4 粘性阻尼对振动的抑制作用27-29
• 2.5 本章小结29-30
• 第3章 基于ANSYS的升降平台系统动力学模型30-54
• 3.1 ANSYS动力学分析过程30-31
• 3.2 车库升降系统简介31-33
• 3.3 传动齿轮动力学分析33-43
• 3.3.1 三维模型的建立33-34
• 3.3.2 模态分析34-39
• 3.3.3 齿轮的振动分析39-43
• 3.4 平台桁架结构的谐响应分析43-52
• 3.4.1 桁架模型的建立43-46
• 3.4.2 桁架模态分析46-50
• 3.4.3 桁架振动谐响应分析50-52
• 3.5 本章小结52-54
• 第4章 升降平台系统的振动控制54-67
• 4.1 阻尼减振技术54-59
• 4.1.1 激振源与振动的危害54-56
• 4.1.2 减振的途径56
• 4.1.3 阻尼材料的应用56-59
• 4.2 齿轮传动系统振动研究59-61
• 4.3 桁架结构振动研究61-65
• 4.4 本章小结65-67
• 第5章 结论与展望67-69
• 5.1 总结67
• 5.2 展望67-69
• 参考文献69-74
• 攻读硕士学位期间的科研成果74-75
• 致谢75

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘振喜;;升降平台的改造[J];机电工程技术;2007年04期

2 马远扬;李智祥;;一种多功能家用升降平台的设计与开发[J];制造业自动化;2012年17期

3 林志峰;;7t升降平台车电气硬件的设计[J];中国重型装备;2013年01期

4 刘相权;左云波;;快速出药系统升降平台动力学特性分析[J];中国机械工程;2013年16期

5 ;卡车升降平台[J];劳动保护;1977年06期

6 瓜景云;铰接式升降平台[J];起重运输机械;1994年08期

7 顾学仁，袁礼平，朱晓梅;组合式非动力升降平台研制[J];重庆建筑工程学院学报;1994年04期

8 刘华民;机械式多级升降平台[J];建筑机械化;2003年07期

9 王锐,戴义保;电动升降平台智能高度仪的设计[J];仪器仪表用户;2005年03期

10 邓宏光,孙大刚,游思坤,王海滨;剪叉式升降平台建模及关键参数研究[J];机电工程技术;2005年07期

中国重要会议论文全文数据库 前4条

1 陆焕发;陈若斌;崔国平;;一种基于水下升降平台的噪声测量方法[A];第十二届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2009年

2 李坚;周明安;刘冬;周晓光;;爆炸物装卸升降平台车的研制[A];中国爆破新技术Ⅲ[C];2012年

3 王振发;;剪式液压升降平台设计及试验研究[A];第十五次全国农机维修学术会议论文集[C];2012年

4 陈建平;李伟国;;雷峰塔维保施工专用升降工作平合设计与研究[A];施工机械化新技术交流会论文集（第九辑）[C];2008年

中国重要报纸全文数据库 前9条

1 记者 管斌　通讯员 发家 孟来;山东济阳升降平台产业发展迅速[N];经济日报;2011年

2 本报通讯员 徐晓崧 王勇;荣誉激励前行 传承更要创新[N];中国民航报;2012年

3 本报记者 卞思杰 通讯员 门波;升降平台托起济阳制造市场[N];济南日报;2012年

4 通讯员 王杰;甘肃全力推广智能升降平台应用技术[N];建筑时报;2013年

5 记者 卞思杰 张龙 通讯员 门波;济阳升降平台渐成“大气候”[N];济南日报;2013年

6 佳音;建筑智能升降平台让施工更安全[N];中国建设报;2013年

7 记者 于海;今年过街设施突出“无障碍”[N];沈阳日报;2009年

8 谈燕;新型无障碍设施亮相[N];解放日报;2004年

9 姜桦;升降平台倾斜 8人葬身火海[N];中国建设报;2006年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 孙毅;对称驱动剪式升降平台设计及研究[D];昆明理工大学;2012年

2 李梅;小型毫米波雷达天线升降平台的设计与分析[D];电子科技大学;2016年

3 王晓东;深井式立体车库升降平台模态分析与振动控制[D];南华大学;2016年

4 毛建军;铜包装线升降平台机—液特性研究与优化[D];兰州理工大学;2010年

5 杨鹏;升降平台动力学仿真与强度分析[D];哈尔滨工程大学;2007年

6 汪云;大型升降平台传动及其控制系统设计[D];哈尔滨工业大学;2013年

7 王岩;液压驱动双曲柄连杆同步升降平台的运动特性研究[D];兰州理工大学;2011年

8 王建超;悬挂式丘陵山地果园作业升降平台设计[D];山东农业大学;2013年

9 齐文虎;液压缸双梁铰接式剪叉升降平台布置方式优化设计[D];兰州理工大学;2011年

10 张志显;40吨机场集装箱/板升降平台车设计研究[D];郑州大学;2013年

，

本文编号：522731