反共振式惯性共振机的关键技术研究

论文摘要

振动机械作为一种特殊的机械设备已在工业生产中得到广泛的应用,利用这种机械可以完成许多诸如振动给料和振动输送等工艺过程。利用共振理论设计的共振机械,可以达到节能的目的。利用反共振理论设计的反共振振动机械具有比传统振动机械更多的优越性,现已成为人们研究的热点。国内外许多学者对反共振的理论和应用进行了不少的研究工作,并设计出了一些反共振振动机械,但在国内还没有被广泛应用。共振是振动机械常要避免的问题,可以通过适当的增加阻尼等器件使共振振幅在适合的范围内,以实现在给定的振幅要求下,激振力幅值最小,达到节能的目的,从而利用共振。反共振机械在工作时都存在振幅不稳定的缺点,因此在实际应用前必须进行充分的理论研究和实验验证。本文根据共振理论和反共振理论设计了反共振式惯性共振机。从理论上对隔振系统进行了动力学分析和计算机仿真,得到影响振幅稳定的反共振频率比、质量比、阻尼比等参数。应用理论分析的结论设计反共振式惯性共振试验台,此设备应用反共振理论为隔振系统,在常规的隔振系统中增加惯性元件,实现对上质体的反共振隔振,并应用共振理论使上质体处于近共振状态。可视化设计是现代设计中不可缺少的过程。它可对产品的可制造性、可装配性等进行检验和评价,还可对设备工作过程的功能进行检验和评价。这项工作可以使新产品开发周期缩短、风险降低、投资减少、工效增大。本文结合可视化设计方法对反共振隔振式惯性共振机试验台进行设计。首先,利用最优化方法对整个机械系统进行了参数优化,找出最佳的系统参数。然后,根据得到的系统参数结合可视化设计方法,应用Solidworks软件对试验台的零、部件进行可视化设计、装配,应用MATLAB软件对系统特性进行了仿真。最后对反共振式惯性共振试验台进行了实验研究。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究背景及意义
• 1.1.1 振动利用工程概述
• 1.1.2 研究反共振式惯性共振机械的意义
• 1.2 反共振理论的发展及应用
• 1.3 惯性共振机械的发展
• 1.4 可视化设计概述
• 1.5 论文思路和工作内容
• 第2章 反共振式惯性共振机的工作原理
• 2.1 共振机械理论基础
• 2.2 反共振机械理论基础
• 2.2.1 原点反共振振动机的原理及特性
• 2.2.2 跨点反共振振动机的原理及特性
• 2.3 反共振式惯性共振机的动力学分析
• 2.3.1 系统的共振理论分析
• 2.3.2 阻尼对共振系统的影响
• 2.3.3 隔振系统理论分析
• 2.3.4 隔振对象的质量对反共振隔振系统的影响
• 2.3.5 阻尼对反共振隔振系统的影响
• 2.3.6 反共振频率与稳定性的分析
• 第3章 反共振式惯性共振实验台设计
• 3.1 弹簧的设计
• 3.1.1 主振弹簧的设计
• 3.1.2 隔振弹簧的设计
• 3.2 刚性杠杆组件的设计
• 3.2.1 杠杆的结构设计
• 3.2.2 配重块的设计计算
• 3.2.3 刚性杠杆的强度校核
• 3.3 橡胶铰链的设计及校核
• 3.4 工作点稳定性研究
• 第4章 可视化设计
• 4.1 零件的可视化设计
• 4.2 反共振式惯性共振机试验台的可视化装配
• 第5章 反共振式惯性共振试验台实验研究
• 5.1 反共振式惯性共振试验台的组成
• 5.1.1 反共振式惯性共振试验台的机械构成
• 5.1.2 反共振式惯性共振试验台控制系统
• 5.2 数据采集
• 5.2.1 采样定理
• 5.2.2 模拟量输入
• 5.2.3 数据采集系统的构成
• 5.3 反共振式惯性共振试验台振幅检测系统
• 5.4 在工业中的应用
• 第6章 结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 今后的研究工作
• 参考文献
• 致谢