电磁式主动吸振器的设计方法与试验研究
发布时间：2021-11-27 04:09
随着人们对汽车舒适性要求的日益提高,开展汽车的振动控制研究具有重要的现实意义。目前,采用动力吸振器是抑制结构振动的一种有效手段。然而,传统的被动吸振器仅在窄频带范围内具有良好的减振效果,且其减振性能受自身质量、阻尼等物理参数的影响较大,这在一定程度上限制了被动吸振器在振动抑制中的应用。针对汽车发动机周期性激励的特点,本文开展了新型电磁式主动吸振器的研究,旨在对周期性激励导致的振动进行有效抑制。围绕不同结构类型的电磁作动器,构建具有工程实用价值的电磁式主动吸振器的设计和优化方法,提出相应的控制策略和开展试验研究,并对电磁式主动吸振器的减振性能进行有效评估。本文开展并完成了如下研究工作:（1）以E型电磁铁为作动器,提出了E型电磁式主动吸振器,并对其力特性进行了研究。首先,推导了E型电磁作动器的电磁力数学分析模型,并采用有限元方法对数学分析模型进行验证;基于推导的电磁力数学分析模型,建立了E型电磁式主动吸振器的运动学方程,并对其驱动力特性进行分析;其次,考虑到主动吸振器在实际工作中产生的驱动力与理想驱动力之间存在不可避免的偏差,理论分析了当驱动力存在一定幅值、相位和频率差时对主动吸振器减振效...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：130 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
振动抑制系统简图
华南理工大学博士学位论文4针对不同的工作方式，被动吸振器主要可分为单自由度动力吸振器和组合式动力吸振器。（1）单自由度动力吸振器Frahm[24]最早提出的动力吸振器为一种无阻尼动力吸振器，将该动力吸振器附加在主系统上构成耦合系统，起到调谐原主系统固有频率的作用，但是附加吸振器后系统将产生两个新的共振频率，一旦激励频率偏移就会再次产生大振幅。为了衰减因激励频率偏移导致的大振幅，在动力吸振器中加入适当的阻尼，能够有效抑制主振动系统的振幅并拓宽了抑制频带。Omondroyd和Denhartog[25]首先提出了不动点理论，为动力吸振器参数优化奠定了基础，该类型动力吸振器模型如图1-2所示。图1-2单自由度动力吸振器模型为了提高被动吸振器的减振效果，使其适用于不同的应用场合，较多学者对其参数优化方法进行了研究。根据振动抑制目标的不同，将被动吸振器的参数优化方法分为如表1-1所示。1）H参数优化方法：H参数优化方法以降低主系统最大位移幅值为目标，在工程中应用最为广泛，较适用于解决正弦激励下的主振动系统振动问题[19]。Omondroyd和Denhartog提出的不动点理论即为最早的H优化方法，其以主振动系统的位移幅值最小化为目标，得到了最优参数的近似最优解。Krenk[20]以主振动系统最大位移幅值最小化和主振动系统与动力吸振器相对位移幅值最小化为目标，得到了动力吸振器的最优参数，进一步丰富了H优化方法。Nishihara和Asami[21]提出了采用动力吸振器使原主系统的最大振幅放大系数最小为设计目标，并给出了最优调谐比和最优阻尼系数的代数式。Cheung[26]针对平板结构受随机激励的振动问题，应用H优化方法对动力吸振器的参数进行优化设计，并推导了H优化问题的解析解，同时给了最优调谐频率和阻尼比的解
组合式
【参考文献】：
期刊论文
[1]用于含阻尼薄板结构减振的分布式动力吸振器的优化方法研究[J]. 朱学治,刘潇翔,焦映厚,陈照波. 振动与冲击. 2019(11)
[2]基于响应面和遗传算法的尾座式无人机结构参数优化[J]. 刘文帅,姚小敏,李超群,张梦飞,淡煦珈,韩文霆. 农业机械学报. 2019(05)
[3]基于响应面法的全地形车排气系统结构优化研究[J]. 龙江启,张轶波,周建锡,郑金品,庞继红. 内燃机工程. 2018(04)
[4]基于磁致伸缩作动器的拉索主动控制时滞补偿研究[J]. 孙洪鑫,李建强,王修勇,方聪. 振动与冲击. 2017(14)
[5]变速器直驱式电磁阀测试系统的设计[J]. 侯涛,文静,匡志鹏,何永义,张海洪. 汽车工程. 2017(02)
[6]基于正交设计的燃油蒸发系统电磁阀综合性能优化[J]. 王兆文,白国军,黄胜,迟浩,张新华,张鹏. 农业机械学报. 2017(04)
[7]结构模态测试传感器位置优选[J]. 周翠,李东升,李宏男. 振动工程学报. 2014(01)
[8]动力吸振器在后桥振动控制中的应用[J]. 郭年程,史文库,刘文军,王国林,张飞. 吉林大学学报(工学版). 2012(06)
[9]主被动电磁式动力吸振器及其在桁架振动控制中的应用[J]. 杨恺,崔龙,黄海. 振动与冲击. 2012(18)
[10]磁流变弹性体主动式自调谐吸振器控制系统的研究[J]. 康存军,龚兴龙,陈现敏,廖国江. 振动与冲击. 2012(06)
本文编号：3521533
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：130 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
振动抑制系统简图
华南理工大学博士学位论文4针对不同的工作方式，被动吸振器主要可分为单自由度动力吸振器和组合式动力吸振器。（1）单自由度动力吸振器Frahm[24]最早提出的动力吸振器为一种无阻尼动力吸振器，将该动力吸振器附加在主系统上构成耦合系统，起到调谐原主系统固有频率的作用，但是附加吸振器后系统将产生两个新的共振频率，一旦激励频率偏移就会再次产生大振幅。为了衰减因激励频率偏移导致的大振幅，在动力吸振器中加入适当的阻尼，能够有效抑制主振动系统的振幅并拓宽了抑制频带。Omondroyd和Denhartog[25]首先提出了不动点理论，为动力吸振器参数优化奠定了基础，该类型动力吸振器模型如图1-2所示。图1-2单自由度动力吸振器模型为了提高被动吸振器的减振效果，使其适用于不同的应用场合，较多学者对其参数优化方法进行了研究。根据振动抑制目标的不同，将被动吸振器的参数优化方法分为如表1-1所示。1）H参数优化方法：H参数优化方法以降低主系统最大位移幅值为目标，在工程中应用最为广泛，较适用于解决正弦激励下的主振动系统振动问题[19]。Omondroyd和Denhartog提出的不动点理论即为最早的H优化方法，其以主振动系统的位移幅值最小化为目标，得到了最优参数的近似最优解。Krenk[20]以主振动系统最大位移幅值最小化和主振动系统与动力吸振器相对位移幅值最小化为目标，得到了动力吸振器的最优参数，进一步丰富了H优化方法。Nishihara和Asami[21]提出了采用动力吸振器使原主系统的最大振幅放大系数最小为设计目标，并给出了最优调谐比和最优阻尼系数的代数式。Cheung[26]针对平板结构受随机激励的振动问题，应用H优化方法对动力吸振器的参数进行优化设计，并推导了H优化问题的解析解，同时给了最优调谐频率和阻尼比的解
组合式
【参考文献】：
期刊论文
[1]用于含阻尼薄板结构减振的分布式动力吸振器的优化方法研究[J]. 朱学治,刘潇翔,焦映厚,陈照波. 振动与冲击. 2019(11)
[2]基于响应面和遗传算法的尾座式无人机结构参数优化[J]. 刘文帅,姚小敏,李超群,张梦飞,淡煦珈,韩文霆. 农业机械学报. 2019(05)
[3]基于响应面法的全地形车排气系统结构优化研究[J]. 龙江启,张轶波,周建锡,郑金品,庞继红. 内燃机工程. 2018(04)
[4]基于磁致伸缩作动器的拉索主动控制时滞补偿研究[J]. 孙洪鑫,李建强,王修勇,方聪. 振动与冲击. 2017(14)
[5]变速器直驱式电磁阀测试系统的设计[J]. 侯涛,文静,匡志鹏,何永义,张海洪. 汽车工程. 2017(02)
[6]基于正交设计的燃油蒸发系统电磁阀综合性能优化[J]. 王兆文,白国军,黄胜,迟浩,张新华,张鹏. 农业机械学报. 2017(04)
[7]结构模态测试传感器位置优选[J]. 周翠,李东升,李宏男. 振动工程学报. 2014(01)
[8]动力吸振器在后桥振动控制中的应用[J]. 郭年程,史文库,刘文军,王国林,张飞. 吉林大学学报(工学版). 2012(06)
[9]主被动电磁式动力吸振器及其在桁架振动控制中的应用[J]. 杨恺,崔龙,黄海. 振动与冲击. 2012(18)
[10]磁流变弹性体主动式自调谐吸振器控制系统的研究[J]. 康存军,龚兴龙,陈现敏,廖国江. 振动与冲击. 2012(06)
本文编号：3521533
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