深井式立體車庫升降平臺模態(tài)分析與振動(dòng)控制.pdf

1、升降平臺是深井式立體車庫運(yùn)輸結(jié)構(gòu)的一部分，升降平臺的振動(dòng)對整個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)的安全性、噪聲輻射及所載車輛的安全性有很大的影響。研究升降平臺桁架的動(dòng)態(tài)特性，對整個(gè)系統(tǒng)的振動(dòng)、噪聲控制以及節(jié)能方面都有重要的作用。
　　本研究以PSC8CK-4ZT型車庫為藍(lán)本，采用有限元軟件ANSYS的模態(tài)分析功能與建立數(shù)學(xué)模型求解模態(tài)相結(jié)合的方法，運(yùn)用模態(tài)分析理論與技術(shù)來對升降平臺桁架結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析。針對升降平臺在運(yùn)行過程中存在的豎直方向的振動(dòng)和水平方向

2、的橫向振動(dòng)問題，提出了改進(jìn)措施并進(jìn)行了分析，得到了較好的改進(jìn)效果。具體的研究內(nèi)容如下：
　　(1)從機(jī)械振動(dòng)學(xué)的理論出發(fā)，介紹單自由度系統(tǒng)與多自由度系統(tǒng)機(jī)械振動(dòng)模態(tài)分析法，并闡述了粘性阻尼對系統(tǒng)振動(dòng)的影響，以及阻尼率、損耗因子與振動(dòng)能量的關(guān)系。
　　(2)對升降平臺系統(tǒng)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，運(yùn)用機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)的基本原理與方法，把車庫升降平臺的振動(dòng)分解為齒輪齒條傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)與桁架結(jié)構(gòu)的振動(dòng)。
　　(3)對于齒輪齒條傳動(dòng)系統(tǒng)，

3、由于齒條緊固在車庫墻壁上靜止不動(dòng)，所以齒輪齒條傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)客觀表現(xiàn)為齒輪的振動(dòng)。為分析實(shí)際工況下齒輪的動(dòng)態(tài)特性，在ANSYS中對齒輪進(jìn)行模態(tài)求解。提取齒輪前6階模態(tài)，并將前6階固有頻率與齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)頻率相比較，齒輪最低階固有頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)頻率，因此齒輪齒條的振動(dòng)不是由共振引起的，而是齒輪工作時(shí)自身轉(zhuǎn)動(dòng)引起的振動(dòng)。
　　(4)液壓馬達(dá)輸出的簡諧激勵(lì)力驅(qū)動(dòng)齒輪在齒條上轉(zhuǎn)動(dòng)，對齒輪齒條傳動(dòng)系統(tǒng)建立動(dòng)力學(xué)模型，由于金屬剛性結(jié)構(gòu)內(nèi)部阻尼

4、非常小， 結(jié)構(gòu)鋼的能量損耗因子為-41?10，在忽略阻尼的情況下求解其振動(dòng)函數(shù)(同時(shí)不考慮齒輪齒條安裝誤差、齒距誤差的影響)，并繪制客觀的時(shí)域函數(shù)圖，發(fā)現(xiàn)其穩(wěn)態(tài)振動(dòng)幅度為0.22mm，而在加阻尼材料的情況下，穩(wěn)態(tài)振動(dòng)幅度只有0.06mm。
　　(5)利用ANYSY的模態(tài)分析功能，根據(jù)實(shí)際工況施加邊界約束條件，求解由于液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)引起的不平衡力作用下的桁架結(jié)構(gòu)的諧響應(yīng)，結(jié)果顯示其水平方向累積總變形量為8.36mm，桁架水平

5、兩端梁在工況下的振幅為0.35mm。
　　(6)升降平臺水平橫向振動(dòng)控制依賴于與齒條接觸的剛性靠背輪機(jī)構(gòu)，為減小升降平臺水平方向振動(dòng)幅度，把剛性靠背輪機(jī)構(gòu)滾輪的材料由結(jié)構(gòu)鋼改為阻尼合金，然后用ANSYS進(jìn)行仿真，較之原先的桁架水平方向累積變形量的8.36mm，桁架水平兩端梁振幅的0.35mm，具有阻尼的背輪機(jī)構(gòu)的桁架水平方向累積總變形量為1.76mm，桁架水平兩端梁的振幅為0.22mm。
　　試驗(yàn)運(yùn)行表明，在齒輪齒條輪齒上涂