浮筏隔振系统功率流传递特性及筏架有限元动力学分析

论文摘要

浮筏隔振系统是一种有效的振动控制措施,近四十年来在军事、船舶等工程领域获得了广泛应用。然而与工程需求相比,还有很多理论问题有待解决,因此研究这一系统的隔振机理对于降低振动传递率、减小机器振动以及改善机器运行环境具有重要意义。功率流是近年来研究复杂结构振动控制的一个重要的方法,由于功率流既考虑速度又考虑力的作用因素,对工程设计提供了更多的信息,实际应用中有着非常重要的指导意义。本文在查阅了大量国内外文献的基础上,在理论建模和有限元数值计算等方面进行了研究,涉及的主要内容有:详细归纳了振动与噪声控制方法的优缺点,建立了浮筏隔振系统的动力学模型,并对其传递功率流进行了数值仿真分析,从振动能量传输的角度来评价浮筏系统的隔振效果,研究了筏架质量、隔振器刚度、隔振器阻尼、基础刚度和基础阻尼对输入到基础和机器的传递功率流的影响规律,给出浮筏结构设计中结构参数选择的一般原则。运用有限元分析软件ANSYS对浮筏隔振系统的动态特性进行了分析。首先对系统进行了模态分析,计算结果表明浮筏隔振系统的固有频率分布比较密集,为使减振浮筏在较宽的频带内达到较好的隔振效果,必须增大系统固有频率的分散度;其次对浮筏隔振系统进行了静力分析,分析结果表明上层隔振器应根据受力大小选择不同型号的隔振器。最后,对试验模态分析方法在浮筏隔振系统中的应用作了简单的介绍。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题的研究背景及意义
• 1.2 振动控制的分类
• 1.3 隔振理论的发展
• 1.4 浮筏隔振装置的国内外研究概况
• 1.5 振动功率流在研究隔振系统的意义及其应用现状
• 1.6 本文的主要工作
• 2 浮筏隔振系统的动力学建模
• 2.1 浮筏隔振技术简介
• 2.2 浮筏隔振系统建模分析方法简介
• 2.3 浮筏隔振系统动力学模型
• 2.4 本章小结
• 3 浮筏隔振系统功率流传递特性分析
• 3.1 振动功率流的基本原理及表达式
• 3.2 传递功率流数值仿真计算及分析
• 3.3 本章小结
• 4 浮筏筏架有限元动态特性分析
• 4.1 有限元法的基本思想及其发展历史
• 4.2 有限元法的分析过程及 ANSYS软件简介
• 4.3 水泵机组浮筏隔振系统的有限元分析
• 4.4 本章小结
• 5 试验模态分析方法在浮筏隔振系统中的应用
• 5.1 引言
• 5.2 试验模态分析的基本理论
• 5.3 试验模态分析方法在浮筏隔振系统中的应用
• 5.4 本章小结
• 6 总结和展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文及参加的科研项目