分布参数双层隔振系统建模及其振动传递特性

从振动能量传递观点及工程实际隔振设计的角度出发,建立了中间连续筏体和中间分散质量两类双层隔振系统的解析模型。考虑连续筏体、隔振器及安装基础的分布参数特性,基于导纳矩阵理论对两类双层隔振系统的动态特性传递方程进行了理论推导。以功率流为价值函数揭示了系统振动传递机理并阐述了实际双层隔振设计需遵循的一般规律。实例研究表明:力矩激励在隔振系统能量传输中扮演着重要角色,应尽量减少力矩扰动带来的能量注入;在能耗效率及安装空间允许条件下,适当放大中间质量可获得更佳的隔振效果;中间筏体的柔性、隔振器的分布参数特性以及安装基础的非刚性因素使得中高频隔振性能恶化,采用中间分散质量方案可有效避免筏体柔性模态影响,并能显著降低隔振器驻波同柔性筏体模态间的耦合交互引起的能量峰值。     

基于功率流法双层隔振系统振动传递

针对双层隔振系统,划分子结构系统,建立子系统传递矩阵,采用平均振动能量作为目标函数,利用功率流法合成系统传递关系,实现被动隔振过程振动传递特性研究.在上层隔振器和中间质量之间加入作动器,通过二次型目标函数最优,实现主被动隔振过程振动传递特性研究.根据双层隔振系统实际参数进行数值仿真和试验研究,获取多传递通道系统振动分布,并实现系统振动传递特性研究.数值仿真和试验研究结果表明,系统主导模态、耦合和阻尼等耗散特征以及初级激扰力特征决定多振动通道振动能量的分布和传递特性.     

惯容器对双层隔振系统动态性能的影响

设计了一种动力设备双层ISD隔振系统,推导了双层ISD隔振系统的机械导纳和传递率计算公式,探讨了惯容器对双层ISD隔振系统固有频率及振幅比的影响。研究结果表明,在上层或者下层安装惯容器,可降低双层振动系统垂向的固有频率,减小两个固有频率之间的间距,降低自由振动的振幅比;在下层安装惯容器,则相当于增加了中间质量的参振质量,可改善双层隔振系统的隔振性能,或者在保持原有隔振效果的基础上有效减少中间质量,这可解决双层隔振系统的中间质量较大带来的弊端,从而实现双层隔振系统的轻量化设计。研究结果有利于惯容器在舰船双层隔振中的工程应用。     

基于功率流的双层隔振系统参数研究

以功率流隔振理论对双层隔振系统中的参数变化对基础振动的影响进行研究。将双层隔振系统简化为多个具有四端参数的理想机械系统的双层隔振系统功率流隔振模型,推导出各机械系统的四端参数,通过编写的双层隔振系统Mat lab应用程序,计算并绘制了隔振设备质量、隔振器刚度以及中间质量块质量等参数对传递基础功率流和振动速度的影响,研究表明:参数的改变对功率流变化影响较小;改变上层隔振器刚度和中间小质量块的质量可以调节二阶共振峰值的频率,提高二阶峰值后频带的隔振效果。     

双层隔振系统模态匹配分析及其振动特性

针对出口内燃动车动力包的双层隔振问题,根据双层隔振系统的结构参数,建立双层隔振系统的有限元模型。对双层隔振系统进行了模态计算,掌握了系统的频率特性。根据柴油机组激振力的频率特性,定量对双层隔振系统进行模态匹配分析。对双层隔振系统进行谐响应计算,准确判断构架和机组是否发生共振,验证模特匹配的合理性。施加怠速工况下的各个激振力,对双层隔振系统进行了强迫振动计算,计算双层隔振系统的振动烈度和传递率。结果表明：双层隔振系统的隔振性能良好,能满足实际工程需求,研究结果可为实际工程提供参考。     

双层隔振系统理论建模与试验仿真研究

利用四端参数法建立了基于冰箱压缩机双层隔振系统的理论模型,得到了系统的力传递率规律,利用有限元法建立了双层隔振系统的仿真模型,通过模态分析及动态响应分析得到了系统的振型及力传递率。将双层隔振系统力传递率的理论结果及有限元仿真结果与试验结果进行了比较分析,结果表明,理论模型得到的共振频率与仿真结果吻合较好,力传递率结果与仿真结果总体趋势一致,理论结果与仿真结果在0 Hz~150 Hz的低频段上与试验结果吻合较好,当频率高于150 Hz时,理论结果及仿真结果均与试验结果存在一定偏差。     

参数变异的动力总成双层隔振系统强迫振动研究

由于机器制造、加工及材料本身物理特性的不确定性导致双层隔振系统实际为不确定模型。基于快速摄动法推导了参数变异对双层隔振系统的激振、传递率、动反力及机组振动烈度的影响关系式,分析了参数变异的影响规律,并采用蒙特卡洛法进行了验证。研究表明,功率修正误差对倾倒力矩影响最大,回转质量误差对离心惯性力及力矩影响最大;而双层隔振系统动反力受参数变异影响最大,其中两级隔振装置转动惯量及刚度参数占主导因素。     

圆柱壳体基础隔振系统导纳功率流特性

针对圆柱壳体基础上动力装置隔振问题,建立复杂振源激励、多弹性支承、柔性圆柱壳体多维耦合传递矩阵力学模型。基于经典薄壳理论和模态叠加原理,同时计及奇偶模态响应,给出两端剪力薄膜支撑各向同性圆柱壳体的点导纳解析表达式,以导纳矩阵形式表征不同激励组分与速度响应的交叉耦合关系。考虑弹性支承的多维波动效应,运用子结构导纳法推导整体系统的功率流传递方程。研究表明:振源垂向、横向激励力与倾倒力矩诱发的隔振器纵向及弯曲谐振是中高频域系统功率流提高的主要原因;力矩激励对于柔性壳体基础功率流传输具有重要影响;壳体基础的径向弯曲振动在整个系统能量传递中占据支配地位,与其相关的弯曲机械波是主要结构声源。所用建模分析方法具有模块化延拓性,旨在为系统结构参数优化及后续的主被动一体化控制策略确立理论依据。     

双层隔振系统有限元建模方法探讨

双层隔振系统能大幅度地降低动力机械的振动而得到了广泛应用。内燃动车柴油发电机组双层隔振系统建模的精度直接影响到隔振性能和支撑机组的公共构架的静强度问题,对双层隔振系统公共构架和机组的建模中单元属性的设置、网格划分、静强度计算中应力集中以及建模方式问题进行探讨。结果表明:隔振器的等效方式和圆弧的处理方式能最大程度地消除局部应力集中,模态计算中单元属性的设置至关重要。建模方法可为类似结构双层隔振系统的有限元建模分析提供参考。     

双层隔振系统主动控制的建模与仿真

针对双层隔振系统多自由度耦合振动的特性,采用隔振对象与中间质量的相对位移作为检测量,提出了一种双层隔振主动控制系统模型,并在M atlab/S imu link中建立相应功能模块,完成了双层隔振主动控制系统的仿真分析。仿真结果表明:该模型可有效实施振动控制。     

双层隔振系统解耦优化研究

针对某型出口内燃动车柴油发电机组动力包的双层隔振系统解耦优化问题,经分析认为,一级、二级隔振器的刚度是影响双层隔振系统解耦的主要因素。根据双层隔振系统解耦理论和解耦原则,确定一级、二级隔振器的刚度;按照公共构架、车体主要模态频率的变化范围确定一级、二级隔振器刚度的可能取值;利用Matlab编程,对可能刚度方案进行排序。以双层隔振系统12自由度综合解耦度最大、绕曲轴方向的α解耦度最大、机组的振动烈度最小和二级隔振器安装位置的动支反力最小为优化目标进行编程,来比较由解耦理论和原则确定的刚度和优化刚度的综合隔振效果。结果表明,根据隔振解耦理论和原则得出的隔振器刚度综合隔振性能较好,但不是最优的。优化的刚度方案可为实际工程提供参考。     

子系统对动力包双层隔振系统隔振性能影响

目前对带子系统的动力包双层隔振系统子系统参数设计的研究甚少。针对这一现状,笔者采用试验的方法,分别研究了某型内燃动车动力包双层隔振系统子系统各隔振参数(隔振器总刚度、阻尼、隔振器刚度比)对其隔振性能及动态特性的影响。研究结果表明,将子系统设计成双层隔振主系统的动力吸振器,能使动力包双层隔振系统在发动机常规工况和停机或启动工况皆具备优良的隔振性能,并且隔振系统在子系统隔振器参数取较小的刚度,适当大的阻尼和合适的刚度比时能取得较好的隔振效果。     

局域共振型隔振系统的低频振动特性分析

为有效降低基体低频振动对精密仪器测量精度的影响,提出了周期布置吸振器的减振方式.建立了基体-隔振设备-吸振器系统的动力学模型,利用模态叠加法导出了系统耦合振动方程的解析解,并用有限元法进行了验证.获得了吸振器数量、参数对系统低频振动特性的影响规律,在吸振器总数一定的情况下,将其划分为包含不同数量振子的周期元胞.以低频段...     

多层隔振系统的动力学方程

以多层隔振系统质量块（刚体）空间一般运动的坐标变换,系统的动能,势能和阻尼耗散函数,系统的拉格朗日方程为理论基础,对系统的运动微分方程进行了严格的数学推导,得出适用于质量块之间或质量块与基础之间具有６个相对运动自由度的多层隔振系统的运动微分方程组。该方程组对现有方程组有较大的改进,可应用于舰船的隔振降噪浮筏装置,也可应用于陆地上的动力机器及精密设备的多层隔振系统的设计计算。     

液压悬置隔振特性计算分析与实验研究

首先建立了惯性通道－解耦模式液压悬置隔振系统的非线性力学模型和数学模型，然后以Ａｕｄｉ１００轿车动力总成液压悬置为例，对其正向隔振性能进行了仿真计算和实验研究，理论计算结果与实验结果在０－３００Ｈｚ频段吻合良好。深入分析了液压悬置的各参数对其低、高频隔振性能的影响规律，较详细地阐述了惯性通道－解耦膜式液压悬置的参数选择及匹配方法，从而为经类压悬置了提供了更充分的理论依据。     

汽车双层隔振系统的简谐振动隔离及参数优化

对汽车双层隔振系统的简谐振动隔离进行了深入研究,建立了含Ruzicka隔振器的汽车双层隔振系统的垂向振动模型,推导出隔振系统的绝对传递率公式.分析隔振系统动力参数对传递率的影响,应用MATLAB软件对双层隔振系统进行参数优化,确定了系统的最优阻尼比.结果表明:含Ruzicka隔振器的双层隔振系统隔振效果优于简单双层隔振系统.     

一种新型主动隔振系统的建模研究

将压电元件粘贴于一定形状的弹性元件上,构造成主动弹性隔振系统。通过用带电自由度的梁元模型及空间转换矩阵对主动弹性隔振系统进行简化和采用Hamilton原理建立系统的运动方程对系统进行模态分析,采用振型叠加法计算系统的动态响应,并从运动方程中进一步求取系统频响函数矩阵,分析系统频域特性。通过频响测试进一步验证了该理论分析的正确性,为实施控制算法奠定了基础。     

基于谐波平衡法的非线性低频隔振系统振动特性研究

针对非线性低频隔振系统振动响应和振动传递率进行理论研究。基于非线性弹性元件的载荷－位移试验数据建立了非线性低频隔振系统的动力学模型和动力学方程。借助谐波平衡法对该非线性动力学方程进行近似求解,得到该非线性低频振动系统的一次谐波位移响应和振动传递率的近似表达式。分析了不同系统参数对振动传递率和曲线族骨架形状的影响,并对这种影响产生的原因进行了解释。理论结果与试验结果对比显示,当该非线性低频隔振系统工作在有效隔振频段内时,两者吻合良好。     

以压电陶瓷为作动器的主动隔振研究

本文讨论了压电陶瓷作动器的性能和基于共振情况下的柔性结构的高频窄带主动隔振技术。由压电陶瓷作为作动器，激振器作为干扰源，铝制悬臂梁作为结构组成了系统装置。由力传感器将结构的信号经补偿器补偿后作用于作动器组成了闭环主动隔振系统，最后给出了经典的二阶补偿下的闭环隔振实验结果。