面向低频振动控制的动力吸振器结构设计及性能研究开题报告
2021-03-10 23:58:17
1. 研究目的与意义(文献综述)
振动是生产和生活中的一种常见现象。随着运行速度不断提高,机械设备的振动问题越来越受到人们的关注。振动不仅容易引起结构的疲劳损伤,影响设备寿命,还会降低仪器仪表的测量精度,导致继电器等电气部件和自控系统工作失灵,同时振动还不可避免地产生噪声,影响操作人员的正常工作甚至危害健康。为了抑制有害的振动,长期以来人们开展了大量的研究,提出了缓冲隔振、阻尼减振、动力吸振等多种振动控制技术。这些技术已经在工程实践中广泛应用,并随着需求的提高和技术的进步不断发展,形成了一个充满活力的研究领域。
动力吸振器又称调谐质量阻尼器(tulledmassdamper'tmd),其基本原理是:通过在目标振动系统(即主振系)上附加一个子结构(即吸振器),适当选择子结构的结构形式、动力参数以及与主振系的耦合关系,改变主振系的振动状态,从而在预期的频段上减小主振系的强迫振动响应。由于它结构简单,易于实施,能有效抑制频率变化较小的设备振动,因此广泛应用于交通运输、工业机械、建筑桥梁等各行各业的各种机械设备上,已成为实施振动控制最常用的重要手段之一。
自从1909 年 frahm[1]在德国邮船上安装的防摇水箱(最早的吸振器),人们对动力吸振技术的研究已经有近百年的历史。dva的研究大致经历了从离散到连续、从单自由度到多自由度、从线性到非线性、从被动式到主动/半主动式的演化过程,其设计方法的研究也从简单的最优调谐设计向多参数联合优化设计、结构参数与合理配置联合优化设计、鲁棒性设计等更高更复杂的方向发展。近年来,随着科技的进步,新技术和新材料的应用,动力吸振器的种类也日益多样化。目前,按照是否有外界能量参与控制,动力吸振器可以分为被动式动力吸振器、半主动式动力吸振器和主动式动力吸振器。由于主动和半主动悬架的复杂结构,其中的控制器相当昂贵并且对延迟性能具有高要求,而被动式吸振器在其固有频率附近有特别好的性能,所以在大多领域被动式动力吸振器仍是主流。
2. 研究的基本内容与方案
1研究内容
船舶辅机在运行过程中产生的振动噪声会造成恶劣的影响,需要对其进行处理使之符合要求。本文以船用海水泵的低频振动控制为研究对象,对其进行几何建模及有限元建模。以matlab和adams为研究平台,分析动力吸振器各参数对低频振动控制效果的影响规律。在matlab环境下,搭建海水泵隔振系统控制仿真平台,进行相关控制仿真分析。设计海水泵被动符合隔振控制试验台架,对实验台架进行模态测试, 以验证所建立有限元模型的准确性。
2研究目标
3. 研究计划与安排
(1)1-3周:收集与本课题相关可供参考的文献、资料和书籍,并完成阅读工作,对本课题形成初步的认识和了解,撰写开题报告,完成英文文献的翻译。
(2)4-6周:阅读任务书中要求的参考书籍,学习振动噪声的基本理论,学习matlab和adams分析软件,初步掌握他们的基本功能。
(3)7-9周:对研究对象进行建模、确定边界条件,进行模拟计算和试验。
4. 参考文献(12篇以上)
[1]闻邦椿、刘树英、张纯宇.机械振动学[m].北京:冶金工业出版社,2011.
[2]刘耀宗,被动式动力吸振技术研究进展[j],机械工程学报. 2007 43(3) : 14-19
[3] 李新兴,动力减振器常用公式的补充[j].固体力学报.1988,9(3):269-272.