基于有限元分析的復雜耦合系統(tǒng)振動功率流傳遞特性研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，機械設備的動力不斷增大，振源能量隨之不斷強化，機械設備產(chǎn)生的振動給生產(chǎn)生活帶來的問題越來越突出。因此，振動控制技術的研究具有極強的實用價值。
　　 基于功率流理論的研究方法從能量的角度對系統(tǒng)振動傳遞特性進行分析。由于功率流中同時包含了力和速度這兩個參數(shù)，可以給振動一個絕對度量，因此更能全面反映振動信息，不僅可以用來研究振動在各子系統(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價標準來確定振動控制策略

2、的減振效果。
　　 本文在有限元分析的基礎上，進行了復雜耦合系統(tǒng)的功率流傳遞特性研究，通過實際算例分析了耦合振動系統(tǒng)的功率流傳遞特性，將振動功率流理論與有限元軟件動力學分析有機結合起來，建立了使用大型通用有限元軟件研究復雜耦合振動系統(tǒng)功率流傳遞的模型。
　　 軸承是旋轉(zhuǎn)機械中常用的支承結構，作為復雜耦合系統(tǒng)振動傳遞的路徑，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納模型引入有限元軟件的結構

3、建模，建立起軸承耦合結構的有限元模型。通過對振動實驗臺的實驗模態(tài)分析驗證了軸承有限元模型的有效性與精確性。進而將軸承有限元模型應用到振動實驗臺系統(tǒng)的功率流傳遞分析中，為復雜耦合系統(tǒng)的振動功率流傳遞分析奠定了基礎。
　　 在建立精確的軸承有限元模型基礎上，本文以齒輪箱為研究對象建立了復雜耦合振動系統(tǒng)的有限元模型。對齒輪箱箱體零件和包括齒輪軸系在內(nèi)的整個耦合系統(tǒng)分別進行了有限元模態(tài)分析。研究表明這兩種模型下得到的箱體振動模態(tài)頻率具有

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