齿轮箱类系统的结构声功率流传递特性

以齿轮箱类复杂耦合系统为背景,推导“柔性振源齿轮轴-多维柔性轴承连接路径-柔性能量接受箱壁”的子系统导纳矩阵关系式,建立了系统的结构声功率流传递模型。建模过程中充分考虑了振源的力／力矩多维激励、振动功率流传递路径的柔性以及多维耦合特征。研究了齿轮箱不同的功率流传递路径及各路径之间的耦合特征,并对传递路径的柔性和引起箱体壁横向振动的功率流进行了定量分析。研究结果显示,该模型可方便地分析各子系统性能参数对整个耦合系统功率流特性的影响。     

齿轮箱类系统的结构声功率流传递特性

以齿轮箱类复杂耦合系统为背景,推导“柔性振源齿轮轴－多维柔性轴承连接路径－柔性能量接受箱壁”的子系统导纳矩阵关系式,建立了系统的结构声功率流传递模型。建模过程中充分考虑了振源的力/力矩多维激励、振动功率流传递路径的柔性以及多维耦合特征。研究了齿轮箱不同的功率流传递路径及各路径之间的耦合特征,并对传递路径的柔性和引起箱体壁横向振动的功率流进行了定量分析。研究结果显示,该模型可方便地分析各子系统性能参数对整个耦合系统功率流特性的影响。     

多种激励形式下任意角度耦合板振动传递特性研究

能量有限元法是一种有效的中高频动力学分析方法,当采用该方法对耦合板类结构进行分析时,需要研究振动能量在各板传递情况,获得能量传递系数并建立能量耦合矩阵。基于板类结构中高频振动时的能量传递特性,将有限尺寸耦合板结构等效为与之具有相同参数的半无限结构,并采用波动方法对任意耦合角度下耦合板的能量传递系数进行研究。考虑到多板耦合结构中的波型转换现象,分别研究弯曲波、纵波以及剪切波入射下的耦合边界处能量传递特性。基于能量有限元法中的混响场假设,对特定入射角度下的能量传递系数进行处理使之成为与能量有限元法基本假设相适应的全局能量传递系数。研究不同波型入射情况下耦合板的耦合角度、外界激励频率和板厚对全局能量传递系数和波型转换能量比的影响规律。可用于确定在考虑波型转换情况下任意角度耦合板的能量传递系数,是能量有限元法在耦合板结构上应用的重要前提。     

双层隔振系统传递路径的传递度灵敏度分析

应用功率流理论和四端参数法分析了双层隔振系统传递路径的功率流,研究了振动系统随机传递路径的功率流分析方法。结合Kronecker代数、函数的二阶矩技术、摄动理论和概率统计方法,探讨了振动传递路径系统功率流传递度的算法,在频域内分析了双层隔振系统传递路径的功率流传递度及其参数的灵敏度。     

复杂机械系统多维耦合振动传递矩阵分析

以特性传递矩阵描述复杂机械系统中子结构输入、输出力与速度矢量关系,提出了复杂振源激励、多弹性支承与基础板结构三维耦合隔振系统传递矩阵力学模型。考虑隔振支承多维波动效应,推证了弹性支承耦合振动传递矩阵,为复杂系统功率流特性及隔振器多维驻波效应研究确立了有效途经。数值模拟计算表明,基础板结构的前两阶弯曲共振模态是高频域系统功率流提高的主要原因。振源力矩或垂向激振力诱发的隔振器纵向谐振使系统功率流明显提高:增大基础板厚度,驻波共振峰值提高。     

缘板干摩擦阻尼叶片振动计算的传递矩阵法

为了研究带缘板干摩擦阻尼器叶片的振动问题,本文将用于链状结构系统的传递矩阵法引入到板状结构的叶片振动计算之中。简化叶片结构的物理模型、推导各种站型的传递矩阵,并用算例说明传递矩阵法在模型叶片振动计算的应用。用ANSYS有限元对叶片振动进行计算,以验证传递矩阵方法及计算结果的正确性。计算结果表明:传递矩阵法能够用于叶片振动计算;采用缘板干摩擦阻尼器对叶片的减振效果显著。     

基于多自由度控制的线谱振动传递路径控制方法研究

动力设备线谱振动经基座传递至船体结构,引起的低频声辐射是船舶水下噪声的主要来源之一。针对单向集中力控制通常难以抑制动力设备振动向弹性基础传递且辐射噪声衰减效果有限的问题,提出基于路径控制体多自由度振动控制的振动传递路径控制方法,切断路径功率流传递。根据广义变分原理建立动力设备-可控隔振单元-壳体系统的耦合动力学模型,通过振动功率流分析揭示振动能量多自由度传递机理,明确基于多自由度控制的路径可控性。在此基础上,构建局部多通道耦合控制与全局分散控制相结合的控制策略,通过数值计算与实验验证基于多自由度控制的振动传递路径控制效果。结果显示,相比于单向集中力控制,基于多自由度控制的方法可有效阻止功率流传递,实现更加显著的壳体振动衰减。     

人字齿轮系统振动传递分析优化与试验验证

为了有效分析人字齿轮传动系统振动传递特性、合理预估箱体结构振动噪声,建立考虑箱体内润滑油流固耦合的齿轮箱有限元模型,将文献[5]计算分配到各支撑轴承的时变动态载荷施加到箱体各轴承孔中心耦合参考点,由ANSYS软件的瞬态动力学分析模块对齿轮箱进行动态响应分析,对得到的齿轮箱考察结点结构振动加速度进行预估。选取改进的自适应遗传算法对人字齿轮小轮齿面进行多动力学目标的齿面三维优化设计,优化结果表明在给定优化载荷工况下,轮齿端面啮合线方向相对振动加速度及齿轮箱体机脚参考点结构振动加速度均得到明显下降。搭建人字齿轮传动系统封闭功率流试验台,利用海德汉圆光栅编码器高精度特性对人字齿轮端面啮合线向相对振动进行测量,加速度计测量箱体轴承座、箱体机脚位置振动加速度,以此验证人字齿轮动力系统振动传递理论及齿面三维修形减振效果。     

肋板结构功率流的理论研究

基于机械导纳和弹性结构动力学的原理与分析方法，首次推导了加肋板结构功率流的解析表达式，并对这些表达式进行了数值计算，给出了典型加肋板结构功率流的算例。这些板结构功率流的理论结果，对机械工程中广泛应用的板结构及其由它们组成的复杂结构的动态特性分析。优化设计和振动、噪声控制，具有重要的理论指导和工程技术意义。     

多支承弹性非保守耦合系统导纳功率流

利用四端网络分析方法建立了多支承弹性非保守耦合系统的导纳分析模型 ,该模型考虑了多支承点相互耦合的影响 ,研究了通过非保守耦合元件输入到弹性结构的振动功率流 ,并通过计算机仿真分析了非保守耦合元件对结构之间功率流传递的影响 ,以及支承点相对位置改变对功率流传输的影响 ,本文提供的方法可用于一般机械隔振系统分析和评估。