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激振系统的动态特性优化设计

周临震  
【摘要】: 本文旨在拓宽激振器的使用频率范围,减小激振器附加质量和附加刚度对测试结果的影响,并使激振器具有平坦的频率特性。 本文首先建立了激振器空载时的计算模型,通过分析发现激振器的使用频率范围主要由激振器的骨架和支承弹簧板决定,其中骨架影响激振器使用频宽的上限,而支承弹簧板决定了激振器使用频宽的下限和激振器频响特性的平坦度,建立了激振器有载时的计算模型,分析了激振器的附加质量和附加刚度对测试结果的影响;为进一步动力优化设计提供可靠的模型,本文以两种典型的激振器HEV-200型(单动圈结构)和HEV-500型(双动圈结构)为基础,采用模态试验和有限元分析相结合的方法建立了合理的有限元动力学模型,通过分析发现HEV-500型激振器频响曲线中谷峰产生的原因,并提出了单骨架双线圈的结构形式;为拓宽激振器的使用频率范围,本文利用MSC/Nastran的优化模块以使用频宽5kHz为目标对骨架进行了形状优化设计,对形状优化设计过程中遇到的问题进行了探讨,并采用由碳纤维/树脂基T300/QY8911组成的复合材料层合板结构,对支撑弹簧板进行了优化设计,对于弹簧板自身弹性共振的影响,采用粘弹性阻尼材料与弹簧板的层状复合结构,有效地抑制了工作频宽内的尖峰。


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