基于ANSYS的结构减振技术仿真研究

发布时间：2017-10-04 19:35

  本文关键词：基于ANSYS的结构减振技术仿真研究

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【摘要】：随着当代国防技术的日益发展,对于精准导航技术的要求也越来越高。捷联型惯性导航系统由于其构造简单、质量小、精度高等优势,在航空、航天及军事领域被广泛地应用。由于捷联惯导系统随载体在空中运动,所处的环境复杂多变,外界的振动会严重地干扰捷联惯导系统的导航精确度,因此对捷联惯导系统进行减振研究是很有必要的。本文在查阅了国内外大量相关文献的基础上,分别对捷联惯导被动减振、主动减振和主被动混合减振作了仿真分析研究,并对三种减振系统减振效果进行了对比和讨论。论文的主要研究内容包括:1.根据某装备内部捷联惯导系统建立其等效实体模型,运用有限元法通过ANSYS软件对其进行模态分析和瞬态动力学分析,获得所研究捷联惯导系统的振动状态与振动特性。2.基于被动减振原理和被动减振系统的数学模型理论分析与简化,并对常见隔振模式进行理论与仿真的分析,设计了捷联惯导被动减振系统。通过ANSYS仿真对阻尼减振器件进行了优化配置,对捷联惯导被动减振系统进行模态分析和瞬态分析,对被动减振系统的减振效果加以验证。3.基于主动减振原理与Hamilton原理,在分析了压电智能材料特性的基础上,设计了捷联惯导主动减振系统。并进行了压电驱动器的优化配置。对捷联惯导主动减振系统进行模态分析和瞬态分析,对主动减振系统的减振效果加以验证。4.基于被动减振系统和主动减振系统的设计思想,同时将阻尼橡胶垫与压电陶瓷堆用于减振系统,建立了捷联惯导主被动混合减振系统。通过ANSYS软件仿真对捷联惯导主被动混合减振系统进行模态分析和瞬态分析。对比分析了无减振系统、被动减振系统、主动减振系统、主被动混合减振系统的减振效果,验证了主被动混合减振系统的可行性。5.分析讨论带有主动减振的减振系统其系统延时对减振效果的影响,对系统的响应时间提出了较高的要求。
【关键词】：ANSYS仿真 捷联惯导系统 被动减振技术 主动减振技术 混合减振技术
【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】：TN96;TB535
【目录】：

• 摘要4-6
• abstract6-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 工程背景与选题意义10-11
• 1.2 被动减振技术的国内外发展现状11
• 1.3 主动减振技术的国内外发展现状11-14
• 1.4 论文研究内容与结构安排14-16
• 2 结构等效模型分析16-24
• 2.1 引言16
• 2.2 等效模型的建立16-17
• 2.3 等效模型的模态分析17-19
• 2.4 等效模型的瞬态动力学分析19-23
• 2.4.1 正弦载荷加载分析19-21
• 2.4.2 冲击载荷加载分析21-23
• 2.5 本章小结23-24
• 3 结构被动减振的仿真研究24-48
• 3.1 引言24
• 3.2 被动减振原理24-25
• 3.3 隔振模式的选取25-32
• 3.4 被动减振模型的简化32-35
• 3.5 被动阻尼减振器件优化分析35-41
• 3.5.1 阻尼减振器件材料选取35-36
• 3.5.2 阻尼减振器件位置优化36-40
• 3.5.3 阻尼减振器件厚度优化40-41
• 3.6 被动减振系统的模态分析41-43
• 3.7 被动减振系统的减振效果43-47
• 3.8 本章小结47-48
• 4 结构主动减振的仿真研究48-68
• 4.1 引言48
• 4.2 主动减振原理48-49
• 4.3 压电材料特性分析49-54
• 4.4 主动减振模型的简化54-56
• 4.5 主动减振系统的有限元分析理论56-58
• 4.6 压电驱动器优化分析58-61
• 4.7 主动减振系统的模态分析61-63
• 4.8 主动减振系统的减振效果63-64
• 4.9 系统延时对主动减振系统的影响64-67
• 4.10 本章小结67-68
• 5 结构主被动混合减振系统的仿真研究68-76
• 5.1 引言68
• 5.2 主被动混合减振系统的模型建立68-69
• 5.3 主被动混合减振系统的模态分析69-71
• 5.4 主被动混合减振系统的减振效果71-73
• 5.5 系统延时对混合减振系统的影响73-74
• 5.6 本章小结74-76
• 6 总结与展望76-78
• 6.1 总结76-77
• 6.2 展望77-78
• 参考文献78-82
• 攻读硕士学位期间发表的论文82-83
• 致谢83-84

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本文编号：972465