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《西北工业大学》 2007年
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复合材料宽带动力吸振器的设计和应用

薛扬  
【摘要】:动力吸振技术作为简单而有效的减振方法,已被广泛应用于振动和噪声控制领域。动力吸振器研究虽已有较长的历史,但仍有广阔的应用前景。 本文研究了一种复合材料螺旋式曲梁宽带动力吸振器。 首先利用Timoshenko梁理论建立了曲率为圆的渐开线、截面规律变化的曲梁的控制方程,然后利用微分容积法对控制方程进行求解,得到了曲梁的固有频率和位移,为进一步研究提供了理论基础。 本文建立螺旋式曲梁动力吸振器对弹性薄板吸振的有限元模型,应用ANSYS有限元分析软件,计算了变截面螺旋曲梁对弹性薄板的吸振性能。结果表明螺旋曲梁动力吸振器振动模态密集、振型复杂,具有良好的宽带吸振性能,可以有效降低弹性薄板的共振响应。在此基础上,本文还对螺旋曲梁的宽度、展开长度、展开楔角对其动态特性和吸振性能的影响进行了分析。 本文提出了复合材料螺旋式曲梁宽带动力吸振器,并用ANSYS建立了模型,采用橡胶的参数进行计算,分析其附加在简支钢板上的吸振效果,同时比较粘弹性梁动力吸振器与匀质钢梁吸振器在吸振性能上的差距,结果表明复合材料动力吸振器具有比匀质钢梁动力吸振器更好的吸振性能。为进一步优化设计,本文还对复合材料动力吸振器的宽度、展开长度、展开楔角对其吸振性能的影响进行了分析。 本文建立法兰上附加匀质钢梁动力吸振器的模型,计算附加吸振器前后管道上同样位置的法向平均振动能量,结果表明动力吸振器具有一定的宽带吸振效果。建立法兰上附加粘弹性梁动力吸振器的模型,计算结果同样证明粘弹性梁动力吸振器的宽带吸振性能,同时证明了复合材料动力吸振器具有比匀质钢梁动力吸振器更好的吸振性能。建立了法兰上附加分布式粘弹性梁动力吸振器的模型,结果表明分布式粘弹性梁动力吸振器具有比单一吸振器更好的效果。 为了验证复合材料动力吸振器的吸振性能,本文建立了复合材料动力吸振器对弹性板的吸振测试的实验系统。通过多测点多次测得其吸振前后弹性薄板的时空平均振动能量,通过对比得到吸振器的吸振效果。实验时,为了模拟真实的工程状态,采用电机作为激励源。实验结果表明,复合材料动力吸振器在宽带上具有较好的吸振效果。同时考察了不同长度动力吸振器的吸振效果,以及同一动力吸振器安装在不同位置的吸振效果。
【学位授予单位】:西北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TB535.1

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【参考文献】
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