基于振动仿真与噪声预估的俯仰减速器动力优化设计

发布时间：2017-12-16 20:03

  本文关键词：基于振动仿真与噪声预估的俯仰减速器动力优化设计

  更多相关文章： 减速器 振动分析 噪声预估 声-结构灵敏度 多目标优化

【摘要】：随着我国海洋贸易的发展，各类大型装备日渐增多，这就对用于港口吊装的起重机提出了承载能力大、可靠性高、振动小、噪声低、重量轻、运转平稳等要求，而减速器作为起重机的主要部件，对起重机的综合性能有着至关重要的作用。当前的大型港口起重机减速器普遍存在着功率密度低、动态性能差等主要问题。因此，开展起重机俯仰减速器动态响应仿真、辐射噪声预估，以及动力学性能优化研究，对解决减速器减振降噪问题具有重要理论意义和工程应用价值。 本文课题来源于“十二五”国家科技支撑计划项目，以起重机俯仰减速器为研究对象，建立齿轮系统动力学有限元及边界元模型，分析减速器的振动响应及辐射噪声；通过减速器声-结构灵敏度分析，建立减速器动力响应多目标优化模型，寻求减速器最优结构参数。本文主要研究工作如下： ①确定由刚度激励、误差激励和啮合冲击激励组成的内部激励和由转矩波动引起的外部激励，借助ANSYS软件构建减速器多体动力有限元分析模型，采用分块Lanczos法进行模态分析，得出减速器的固有频率及固有振型，利用模态叠加法求解减速器的动态响应，得到振动位移、振动速度及振动加速度。 ②提取箱体外表面上所有节点时域振动位移，经傅立叶变换转换成频域响应，以此为边界条件在SYSNOISE软件中建立箱体声学边界元分析模型，采用直接边界元法进行辐射噪声预估，得到箱体表面声压及外声场辐射噪声。 ③以减速器箱体各焊接板壁厚和材料的弹性模量为结构参量，以外声场场点声压为声学参量，通过求解箱体特征值灵敏度和声传递向量，构建起重机俯仰减速器声-结构灵敏度分析模型，求得箱体振动和各场点声压对结构参量的灵敏度，以指导减速器动力优化设计变量的选取。 ④以对减速器箱体表面速度影响较大的参量为设计变量，箱体应力、位移和体积为约束条件，，箱体振动状态为目标函数，构建俯仰减速器多目标动力优化模型，采用零阶优化和一阶优化相结合的优化方法求解设计变量最优解，并对优化后减速器的静强度及振动特性进行评价。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH132.46

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 邹春平,陈端石,华宏星;船舶水下辐射噪声特性研究[J];船舶力学;2004年01期

2 ;Finite element analysis of dynamic response and structure borne noise of gearbox[J];Journal of Chongqing University(English Edition);2007年02期

3 秦大同;古西国;王建宏;刘建国;;兆瓦级风力机齿轮传动系统动力学分析与优化[J];重庆大学学报;2009年04期

4 林腾蛟;杨妍妮;李润方;李应超;;弧齿锥齿轮传动内部动态激励数值仿真[J];重庆大学学报;2009年06期

5 林腾蛟;廖勇军;李润方;刘文;;齿轮箱动态响应及辐射噪声数值仿真[J];重庆大学学报;2009年08期

6 杜雪松;朱才朝;宁杰;;船用齿轮传动的动态优化设计[J];重庆大学学报;2011年05期

7 刘文;林腾蛟;吕和生;;GWC6066船用齿轮箱振动噪声分析及试验[J];重庆大学学报;2011年08期

8 孙淦云,王跃方;密闭腔体声-结构耦合系统的动力灵敏度分析[J];计算力学学报;2005年05期

9 李润方,陶泽光,林腾蛟,唐倩;齿轮啮合内部动态激励数值模拟[J];机械传动;2001年02期

10 马亮 ,杨电科;一种舰船用齿轮传动的动态优化设计方法[J];机械传动;2002年02期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 王斌;基于表面振动监测的大型水下结构辐射噪声预报研究[D];上海交通大学;2008年

本文编号：1297271