基于有限元分析的復(fù)雜耦合系統(tǒng)振動(dòng)功率流傳遞特性研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，機(jī)械設(shè)備的動(dòng)力不斷增大，振源能量隨之不斷強(qiáng)化，機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生的振動(dòng)給生產(chǎn)生活帶來的問題越來越突出。因此，振動(dòng)控制技術(shù)的研究具有極強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。
　　 基于功率流理論的研究方法從能量的角度對(duì)系統(tǒng)振動(dòng)傳遞特性進(jìn)行分析。由于功率流中同時(shí)包含了力和速度這兩個(gè)參數(shù)，可以給振動(dòng)一個(gè)絕對(duì)度量，因此更能全面反映振動(dòng)信息，不僅可以用來研究振動(dòng)在各子系統(tǒng)間的傳遞特性，也可以把傳入需減振系統(tǒng)的功率流大小作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來確定振動(dòng)控制策略

2、的減振效果。
　　 本文在有限元分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了復(fù)雜耦合系統(tǒng)的功率流傳遞特性研究，通過實(shí)際算例分析了耦合振動(dòng)系統(tǒng)的功率流傳遞特性，將振動(dòng)功率流理論與有限元軟件動(dòng)力學(xué)分析有機(jī)結(jié)合起來，建立了使用大型通用有限元軟件研究復(fù)雜耦合振動(dòng)系統(tǒng)功率流傳遞的模型。
　　 軸承是旋轉(zhuǎn)機(jī)械中常用的支承結(jié)構(gòu)，作為復(fù)雜耦合系統(tǒng)振動(dòng)傳遞的路徑，在系統(tǒng)建模中必須全面考慮其柔性和六自由度上的耦合作用。本文將軸承的功率流導(dǎo)納模型引入有限元軟件的結(jié)構(gòu)

3、建模，建立起軸承耦合結(jié)構(gòu)的有限元模型。通過對(duì)振動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析驗(yàn)證了軸承有限元模型的有效性與精確性。進(jìn)而將軸承有限元模型應(yīng)用到振動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)的功率流傳遞分析中，為復(fù)雜耦合系統(tǒng)的振動(dòng)功率流傳遞分析奠定了基礎(chǔ)。
　　 在建立精確的軸承有限元模型基礎(chǔ)上，本文以齒輪箱為研究對(duì)象建立了復(fù)雜耦合振動(dòng)系統(tǒng)的有限元模型。對(duì)齒輪箱箱體零件和包括齒輪軸系在內(nèi)的整個(gè)耦合系統(tǒng)分別進(jìn)行了有限元模態(tài)分析。研究表明這兩種模型下得到的箱體振動(dòng)模態(tài)頻率具有

4、十分明顯的差距.在工程實(shí)例中，有限元模態(tài)分析方法應(yīng)該使用整體系統(tǒng)模型。
　　 本文隨后對(duì)齒輪箱系統(tǒng)有限元模型進(jìn)行了振動(dòng)功率流傳遞分析。通過給定外界激勵(lì)，得到了輸入到齒輪箱各子系統(tǒng)的振動(dòng)功率流在頻域內(nèi)的分布情況；對(duì)于傳遞到箱體板的振動(dòng)功率流，分析了不同自由度上的貢獻(xiàn)情況；在此模型基礎(chǔ)上研究了軸承剛度、軸承阻尼、箱體材料和齒輪軸材料對(duì)齒輪箱系統(tǒng)振動(dòng)功率流傳遞特性的影響。
　　 本文以齒輪箱類系統(tǒng)為研究對(duì)象所建立的復(fù)雜耦合系統(tǒng)