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约束阻尼型隔振器设计技术研究

祁宙  
【摘要】: 约束阻尼型隔振器是一类应用极为广泛的工程隔振元件,但由于其设计的局限性,使得约束阻尼型隔振器已难以满足工程应用发展的要求。本文对约束阻尼型隔振器的设计技术和方法展开了研究。 针对现有经验加试验的设计方法中的缺陷,如过分依赖于经验、物理试验花费大和设计周期长等,考虑到约束阻尼型隔振器特点,采用仿真结合结构优化的设计方法,把刚度和阻尼分开设计,简化设计问题,同时利用仿真试验代替部分物理试验能缩短设计周期、节约成本。 约束阻尼型隔振器的两大技术关键是隔振器的阻尼设计和刚度设计。隔振器阻尼设计的难点是粘弹性阻尼材料的分析,文中首先对粘弹性阻尼材料的动态力学性能进行了分析,对粘弹性材料的有限元分析方法进行了比较,认为修正模态应变能法是一种计算效率很高、精度较好的分析方法,并通过实例对修正模态应变能法进行分析讨论。 在对约束阻尼型隔振器的刚度进行设计时,针对隔振器刚度设计中的诸多静力学和动力学问题,采用ANSYS尺寸优化技术对隔振器进行优化,寻求最佳截面尺寸以及最佳材料性能组合关系;针对隔振系统的刚度设计,本文主要对隔振器的布局进行了设计与分析,通过对三种典型的布局方式进行了耦合振动分析,认为隔振器沿圆周均匀分布时耦合振动影响最小。 最后,采用仿真结合结构优化的设计方法,设计出满足设计要求的大载荷、三向性能均衡的约束阻尼型隔振器。


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