一、用于结构振动控制的电流变阻尼器的设计(论文文献综述)
李斌[1](2020)在《磁流变液阻尼器复合动力学模型研究》文中认为磁流变液(Magnetorheological Fluid,简称MRF)是一种新型智能材料,主要是由高磁导率、低磁滞性的纳米级铁磁性颗粒和非导磁性液体及表面活性剂混合而成的悬浮体。磁流变液具有特殊的流变特性,能够在磁场作用下瞬间由流体变成半固体,且流变过程可逆。以磁流变液作为介质的磁流变液阻尼器(Magnetorheological fluid damper,简称MFD)具有结构简单、响应快、输出阻尼力范围大且可控、能够适应振动工况大范围复杂变化、对温度不敏感等优点,因此,在高端机械装备半主动振动控制技术领域得到广泛引用。但是,由于磁流变液阻尼器的工作机理较为复杂,受磁滞特性、粘滞特性、电-磁-流-固多场耦合效应等的共同作用,而且其控制特性在外部强迫激励作用下会产生强烈变化,导致国内外对磁流变液阻尼器动力学模型和输出阻尼力模型的认识普遍存在一些不足之处,如精确度,复杂性等问题。本文以直线型磁流变液阻尼器为研究对象,考虑多种复杂因素的影响,采用参数辨识、灵敏度分析和多场耦合有限元分析方法,开展磁流变液阻尼器动力学模型和输出阻尼力模型建立及模型评估研究,揭示各影响因素对其振动控制效果的影响机理。本文的主要研究内容如下:(1)结合直线型磁流变液阻尼器结构特点、工作原理以及磁流变液复杂的非牛顿流体粘滞特性,对国内外磁流变液阻尼器力学模型的理论成果进行归纳分析;在此基础上,以适用性最强的参数化模型中的Bingham模型和非参数化模型中的多项式模型为对象,针对磁流变液的磁滞特性,辨识得到两个模型的主要参数,对两个模型预测磁流变液阻尼器输出阻尼力的能力进行评估;结合两个模型在预测磁流变液阻尼器输出阻尼力方面的优缺点,提出一种融合Bingham模型和多项式模型能力优点的磁流变液阻尼器复合动力学模型,并辨识得到模型的主要参数;最后,结合实验数据,对比三个模型预测磁流变液阻尼器输出阻尼力的水平。(2)针对磁流变液阻尼器的输出阻尼力受磁滞特性、粘滞特性、电-磁-流-固多场耦合效应复杂影响的特点,以输出阻尼力模型为研究对象,采用轨迹灵敏度分析方法,分别建立磁流变液阻尼器单自由度减振系统的输出阻尼力仿真模型和灵敏度分析模型,研究磁流变液阻尼器结构参数、工作参数等七个参数对输出阻尼力影响的贡献度,并对其进行排序,揭示这些参数对输出阻尼力的影响规律。(3)面对磁流变液阻尼器在外界强迫激励较大或其变化率较大时产生的电-磁-流-固多场耦合作用,在深入分析其耦合作用机理基础上,结合研究需要,以耦合作用更为明显的流-固耦合和磁-流耦合为对象,采用能够实现多场耦合直接解析的ADINA有限元分析软件,探究内部流场之间的耦合、流变过程及相互影响关系,构建多场耦合算子,修正磁流变液阻尼器的Bingham-多项式复合动力学模型,研究流-固耦合和磁-流耦合对输出阻尼力的作用机制和影响规律。(4)结合理论及仿真分析工作,采用直线型磁流变液阻尼器作为振动控制元件,搭建单自由度减振系统,开展磁流变液阻尼器数学模型验证实验研究工作,包括基于正弦强迫激励载荷的磁流变液阻尼器数学模型参数辨识实验,考虑电-磁-流-固多场耦合效应影响的磁流变液阻尼器动力学模型评估实验,验证研究工作的准确性。
金天贺[2](2020)在《基于磁流变技术的高速列车半主动悬挂系统研究》文中研究表明针对高速列车运行速度提高后车辆振动加剧、轮轨磨耗后车辆易发生蛇行失稳、提速过程中车体横向共振等问题,开展基于磁流变(Magneto-rheological,MR)技术的高速列车半主动悬挂系统研究,旨在提高车辆的乘坐舒适性,从悬挂系统角度保证列车的行驶安全性和运行稳定性。磁流变液(Magneto-rheological fluid,MRF)是一种新型智能材料,基于MR技术设计新型半主动减振器结构,可以为高速列车装备具有可控参数性能的半主动悬挂系统,并达到与主动悬挂系统同等的减振效果,且具有结构简单、能耗小、响应快和安全性高等优点。但基于MR技术的高速列车半主动悬挂系统还存在很多亟待解决的科学问题,针对高速列车运行过程中遇到的失稳风险高、平稳性低等工程实际问题也存在很大的研究空白,一些理论和实际应用问题仍需要进一步解决。基于此,本文以降低高速列车振动、提高车辆运行稳定性为研究目的,采用理论分析、仿真计算和试验研究相结合的方法,研究了可控刚度或阻尼MR减振器设计、半主动悬挂系统与控制策略设计、试验测试与评估等内容。具体研究工作包括以下几个方面:1、高速列车可变刚度(Variable stiffness,VS)悬挂系统适应性研究。随着列车运行速度的提高,轨道激励频率逐渐增大,在某一运行速度时轨道激励频率等于车辆横向固有振动频率,导致车体发生横向共振现象,极大地威胁列车的运行安全性、降低车辆的乘坐舒适性。由于主要研究列车的横向动力学性能,为了更好地展现车体横向共振这一现象,故根据某型轨道列车参数、利用数值计算软件Matlab/Simulink有针对性地建立了包含VS-MR二系横向减振器的轨道车辆17自由度横向动力学经典模型,设计了避免车体横向共振的on-off开关控制策略,在车体发生横向共振时切换二系悬挂系统的横向刚度值,通过改变刚度来改变车体横向固有振动频率,从而实现避免车体横向共振的目的。结果表明采用VS二系横向悬挂系统可有效避免列车车体横向共振、大幅降低车辆横向振动传递率和车体振动加速度,与被动悬挂系统相比,车体的横向加速度、摇头加速度和侧滚加速度均方根(Root mean square,RMS)值分别降低40.41%、17.5%和42.75%。2、高速列车可变阻尼(Variable damping,VD)悬挂系统适应性研究。列车在高速运行的过程中,车辆振动幅值大幅增加、安全性和乘坐舒适性降低,且由于我国高速铁路线路具有曲线线路多变、线路跨距大等特点,列车在运行过程中也会遇到平稳性和稳定性降低的问题,基于此,开展了VD二系悬挂系统研究。为更加真实地模拟轨道车辆的运用状态,利用多体动力学软件Simpack建立了高速车辆46自由度动力学模型,并充分考虑车辆系统的多种非线性因素和实测轨道激励。仿真计算结果表明高速列车采用VD抗蛇行减振器和VD二系横向减振器来控制抗蛇行阻尼和二系横向阻尼参数的变化,使它们达到优良的组合阻尼参数,可明显提高车辆动力学性能,使得车体横向加速度、平稳性指标、脱轨系数、轮轨横向力和磨耗功率最值相对于标准阻尼参数分别降低16.4%、14.0%、17.2%、3.9%和85.4%,非线性临界速度达640 km/h。采用VD抗蛇行减振器,可使高速列车更好地适用于不同运用工况,使车辆始终保持较好的运行性能,明显提高车辆乘坐舒适性并保障运行安全性,车体摇头加速度、转向架横摆和摇头位移分别降低40.2%、29.0%和51.3%。针对在直线工况中随着车速增加应适当提高抗蛇行阻尼,而随着通过曲线半径减小应适当降低抗蛇行阻尼这一相互矛盾的问题,通过监控车辆动力学参数判断车辆运行工况,采用VD-MR抗蛇行减振器,并根据不同运行工况控制相应的阻尼力,可为解决该矛盾寻找新途径。3、高速列车可变刚度可变阻尼(Variable stiffness variable damping,VSVD)悬挂系统适应性研究。不同轮轨接触状态时车辆的动力学性能不同,抗蛇行减振器主要影响车辆的横向动力学性能和蛇行运动稳定性。普通油压减振器由于油压液泄漏、橡胶节点老化等因素会导致抗蛇行刚度和阻尼参数发生变化,且随着列车运行速度的大幅提高(尤其超过300 km/h后),外部激扰频率会增加并接近或超过车辆/轨道系统固有频率,从而导致轮轨相互作用增强、列车整体或局部共振以及构架失稳等。因此,开展了VSVD抗蛇行减振器对轮轨磨耗的适应性研究,建立了基于MR技术的VSVD抗蛇行减振器动力学数学模型,通过动力学软件Simpack和Matlab/Simulink联合仿真,设计了可避免轮轨磨耗接触状态不良时构架蛇行失稳的模糊控制算法。结果表明通过控制抗蛇行减振器的刚度和阻尼参数可大幅改善磨耗轮轨接触不良时的车辆运行性能,保证构架不发生蛇行失稳,与安装被动悬挂系统的车辆相比,车体横向加速度和摇头加速度分别降低22.4%和25.5%,构架横向加速度和摇头加速度分别降低16.0%和65.6%,脱轨系数、轮轨横向力和轮对横向位移分别降低53.9%、40.8%和20.6%。4、高速列车可变刚度(VS)悬挂系统有效性试验研究。为验证高速列车安装可控刚度二系横向悬挂系统的有效性,首先,设计加工了一个1/8比例轨道车辆模型、设计加工了两个VS-MR减振器;然后设计了一个可用于该车辆模型的VS半主动悬挂系统并搭建了车辆振动测试平台;随后,基于on-off开关和短时傅里叶变换(Short-time Fourier transform,STFT)算法设计了避免车体横向共振的控制策略;最后,进行了试验研究和评估。试验结果表明,所设计的VS-MR减振器具有优良的刚度可控性,当线圈电流从0增加到0.8 A时,等效刚度系数增大了3.7倍,突破了一般MR减振器仅阻尼参数可控的瓶颈;所设计的VS半主动悬挂系统及其控制算法可有效避免车体横向共振,与被动悬挂系统相比,振动传递率大幅降低,尤其是在共振频率附近,在谐波激励和随机激励下的车体横向加速度RMS值降低幅度均超过了22%。5、高速列车多功能可变刚度可变阻尼(VSVD)半主动悬挂系统设计与试验评估。首先设计了VS-磁流变弹性体(Magneto-rheological elastomer,MRE)隔振器和VD-MR阻尼器;然后设计制造了一个高速列车VSVD半主动悬挂系统,该悬挂系统包括四个VS-MRE隔振器和两个VD-MR阻尼器;随后设计了多功能VSVD半主动悬挂系统的控制算法,包括基于on-off开关及STFT算法的VS控制器和基于天棚阻尼(Sky-hook)的VD控制器。试验测试结果表明,所设计的多功能VSVD半主动悬挂系统不仅可有效避免车体横向共振,而且可大幅降低车体横向振动加速度;在谐波振动激励作用时,与被动(开关关闭)悬挂相比,被动(开关打开)悬挂、VS悬挂、VD悬挂和多功能VSVD半主动悬挂的车体加速度RMS值分别降低了54.7%、41.6%、56.7%和68.8%;在较宽的振动频率范围内,多功能VSVD悬挂具有最佳的振动衰减能力和最小的振动传递率,可有效避免车体横向共振;在随机激励作用时,与被动(开关关闭)悬挂系统相比,VS悬挂、VD悬挂和多功能VSVD悬挂系统的车体加速度RMS值分别降低了31.3%、44.2%和55.7%。多功能VSVD半主动悬挂系统表现出了最佳的减振性能,且具备应用于实际高速列车悬挂系统的可拓展性以及较高的故障失效安全可靠性。
路凯华[3](2019)在《基于整体式挤压油膜阻尼器的转子及齿轮系统振动控制研究》文中指出航空发动机、压缩机、汽轮发电机组等旋转机械是我国国防力量和工业生产的关键设备,这些大型装备普遍存在由于不平衡质量导致的过临界振动较大问题,使设备无法正常开车运行。此外,齿轮传动系统作为机械装备中应用最广泛的动力传输装置之一,在内部和外部激励作用下产生的振动问题是影响其运行稳定性和使用寿命的关键因素。这些设备的振动问题已严重制约我军装备战斗力的提升和企业经济效益的提高,因此研究新型的、易于工程应用的转子及齿轮系统振动控制方法迫在眉睫。本文围绕旋转机械由于不平衡质量导致的过临界振动较大和齿轮传动系统普遍存在的振动问题,研究基于整体式挤压油膜阻尼器(ISFD)的振动控制新技术和新方法,结合理论分析和实验研究,对ISFD在转子及齿轮系统中的减振特性进行了研究。本论文的主要工作如下:1、在不考虑油膜刚度影响的情况下,研究了 ISFD不同结构参数对其径向刚度的影响规律,结果表明ISFD的径向刚度随其轴向长度的增加而线性增大,随油膜间隙的增大而近似线性减小,随S形弹簧分布角度、径向厚度和径向位置的增大呈不规则变化现象。理论计算和实验测量了ISFD的径向静刚度,表明ISFD在较宽的载荷范围内具有优良的线性刚度特性。实验研究了 ISFD-单盘Jeffcott转子在不同不平衡量下的振动响应,结果表明ISFD在较大的不平衡量范围内可以提供线性特性的阻尼力,且油膜刚度不变,并根据模态分析方法计算了 ISFD的阻尼系数。2、提出了基于ISFD的转子系统振动主动控制方法,通过对ISFD的供油进行主动控制,实现对转子过临界振动的针对性抑制。开发了基于ISFD的振动主动控制系统,设计了基于转速的开关控制策略,实验研究了基于转速的ISFD开关控制方法对单跨、单跨悬臂转子过临界振动的抑制效果。通过开关控制实验,单跨转子水平方向的最大振动降幅为39%,竖直方向的最大振动降幅为42%;单跨悬臂转子水平方向的最大振动降幅为34%,竖直方向的最大振动降幅为38%。相比传统的ISFD被动控制方法,基于转速的ISFD开关控制方法可以对转子的过临界振动进行有针对性的控制。3、提出了基于ISFD的齿轮系统振动控制方法,从齿轮系统振动传递的路径入手,将ISFD用于减小和隔离齿轮系统的啮合激励,理论分析和实验验证了 ISFD用于齿轮轴系减振的可行性。研究了 ISFD安装位置、阻尼液黏度对齿轮轴系减振特性的影响规律。结果表明,ISFD支承可以降低不同转速下齿轮轴系的啮合冲击振动,且具有较宽的减振频带;单轴安装ISFD时,为取得较好的减振效果,应优先考虑将ISFD安装于振动较大的轴系;以二甲基硅油作阻尼液的ISFD可以使齿轮轴系振动降幅达到50%以上,且降幅随阻尼液黏度的增加而增大。针对工程中常见的多平行齿轮轴系整机振动和齿轮轴系不对中故障振动,实验研究了 ISFD对其复杂振动的抑制效果。结果显示,ISFD可以有效改善多平行齿轮轴系的冲击振动,轴承座振动加速度峰值降幅约30%;ISFD可以有效降低齿轮轴系不对中故障产生的振动,对故障特征频率成分和共振调制频率成分振动具有较好的抑制效果。在此基础上,开发设计了一种应用ISFD技术的渐开线一级直齿齿轮箱,研究了不同负载、不同转速下ISFD的减振性能,结果表明,ISFD对齿轮箱在不同负载、不同转速下表现出了较好的减振性能,可以有效抑制齿轮箱的高频振动成分,显示出ISFD在齿轮箱具有较好的应用前景。4、开发了整体式弹性环挤压油膜阻尼器(IERSFD)结构,它将传统的弹性环式挤压油膜阻尼器进行一体式加工,结构新颖、紧凑,同时具备弹性支承低刚度和挤压油膜阻尼器减振的性能。将二甲基硅油作为IERSFD的阻尼液,搭建实验台研究了 IERSFD在不同转速和阻尼液黏度下对齿轮轴系的减振特性。研究结果表明,IERSFD弹性阻尼支承可以有效改善齿轮啮合的冲击性振动,且对齿轮传动中大部分频率成分的振动有较好的减振效果,减振频带宽;在一定黏度范围内,随着IERSFD阻尼液黏度的增加,齿轮轴系的振动降幅增大。总之,本文的研究成果拓宽了 ISFD的应用领域,为转子及齿轮系统的振动控制提供了全新的方法。ISFD减振性能良好,易于工程推广使用。研究内容有助于旋转机械低振动、高稳定性和长寿命设计,具有重要的工程意义。
丁继超[4](2019)在《基于主动阻尼减振装置的振动控制研究》文中提出针对机械设备常见的振动问题,本文研究一种能实现主动控制的主动阻尼减振装置,对主动阻尼减振装置应用于故障转子系统振动控制、机床的颤振控制和复杂管道的受迫振动控制的减振效果进行了实验研究。并针对石化企业常见的管道振动问题,应用阻尼减振技术研究其振动抑制效果。主要工作内容如下:(1)研究一种主动阻尼减振装置,并对其惯性作动器原理和直接速度反馈原理进行分析,解释其振动抑制原理,并介绍了该装置的特点。(2)探讨主动阻尼减振装置抑制故障转子振动。搭建Jeffcott转子振动实验台,模拟转子不平衡故障和不对中故障,将主动阻尼减振装置安装在轴承座上,实验研究主动阻尼减振装置对转子系统的转轴振动和轴承座振动的抑制规律。实验表明,主动阻尼减振装置能很好抑制转子过临界振动,并且在不对中转子振动抑制实验中,振动降幅最大达到54%。(3)探究主动阻尼减振装置抑制机床颤振。搭建数控机床振动实验台、平面磨床振动实验台和台钻振动实验台,将主动阻尼减振装置安装在机床振源位置即数控机床的主轴箱、平面磨床的磨头和台钻的钻头处,实验研究主动阻尼减振装置对数控机床、平面磨床和台钻的振动抑制规律,并利用正交实验法分析安装后对零件加工表面粗糙度和加工精度的影响。(4)探究主动阻尼减振装置抑制管道振动。搭建复杂管道受迫振动实验台,将主动阻尼减振装置安装在管道模型不同位置,通过模拟和实验分析主动阻尼减振装置对管道振动的抑制规律。模拟和实验表明,主动阻尼减振装置安装方向是最重要因素。(5)探究阻尼减振技术在管道上的实际应用。以某石化企业加氢分馏塔出口管线为例,分析管道振动原因,设计减振改造方案,并将阻尼减振技术应用于实际管道中解决管道振动问题。在不停机的情况下,安装阻尼器成功解决现场管道振动问题。
潘成望[5](2019)在《汽车动力传动系统参数自适应扭振半主动控制》文中进行了进一步梳理随着汽车不断向轻量化和大功率方向发展,汽车动力传动系统的扭转振动问题日益突出;同时,人们对汽车乘坐舒适性要求也不断提高;为此,对扭转振动进行有效控制成为工业界和学术界研究的热点。但长期以来,对扭振控制的研究主要集中在传动系统结构优化以及实施被动控制等方面,对扭振控制效果有限,难以满足汽车动力传动系统在各种复杂工况的自适应控制要求。半主动控制技术的快速发展为扭转振动的有效控制提供了新的思路,半主动控制通过对系统刚度、阻尼或惯量参数的自适应调节,实现对扭转振动的有效控制,以满足发动机宽频激励下动力传动系统扭振控制要求。磁流变液是一种阻尼可控的智能材料,由磁流变液作为可控介质制作而成的半主动器件具有阻尼可控、结构简单、动态范围大、功耗低、响应速度快等特点,目前磁流变技术已广泛应用于直线振动的半主动控制中。但在扭振半主动控制方面,相关的研究较少,且主要是基于磁流变液的变阻尼技术的半主动器件设计以及扭振控制研究,单纯的变阻尼技术对扭转振动的抑制效果有限。已有学者将基于磁流变液的变刚度技术应用于直线振动控制中,并验证了其控制的有效性。根据当前的研究现状,本文基于磁流变技术的变刚度变阻尼方法,提出了基于仿人智能控制的扭振半主动控制策略,通过仿真分析验证了所提出的扭振半主动控制方法的有效性。本文的主要工作有以下几个方面:(1)以扭转减振器与主振系统构成的二自由度扭振系统为模型,分析了扭转减振器的减振原理。分别对扭转减振器不同刚度和阻尼时主振系统扭振的幅频特性进行对比,总结了阻尼和刚度对主系统扭振响应的影响规律,提出了变刚度变阻尼扭振控制的基本思路。(2)对磁流变扭转减振器性能进行了测试,分别对其变刚度单元和变阻尼单元的阻尼器在MTS试验机上进行不同振幅、不同频率、不同电流下的力学特性测试。根据测试结果建立了阻尼器的双曲正切模型,进而得到了磁流变扭转减振器的变刚度模型和变阻尼模型。(3)建立了某前置后驱汽车动力传动系统的集中质量当量模型,并对其进行了自由振动分析,得到了系统的扭振模态。对发动机的动力学特性进行仿真建模,并建立了系统的强迫振动模型,在加速工况和平稳运行工况下分别对系统的扭振响应情况进行了仿真,分析了扭转减振器不同刚度和阻尼对系统扭振响应的影响。(4)针对汽车动力传动系统,设计了基于仿人智能控制算法的扭振半主动控制策略,通过AMEsim和MATLAB/Simulink联合仿真,分析了系统在加速工况和平稳运行工况下仿人智能控制策略对扭振的抑制效果,并与阻尼on-off控制、刚度阻尼on-off控制效果作对比,验证了其有效性。
高玉龙[6](2019)在《基于轴的二维横向振动自适应控制研究与实现》文中进行了进一步梳理生产生活中,轴类设备(如风力发电机塔架、压缩机、车床等)工作过程中,因外载荷、质量不平衡等问题引发剧烈横向振动而导致设备故障,中断生产,造成经济损失的现象非常普遍。但目前针对轴类结构的二维横向振动控制还缺乏简单有效的手段。因此,本文基于自适应控制思想,提出了一种半主动振动控制方法和一种主动振动控制方法,以抑制轴类结构的二维横向振动。基于这两种方法,研究并设计实现了两套样机,验证了两种方法的可行性。本论文的主要研究内容为:(1)振动控制机理研究:分析了机械-电磁协调作用的半主动振动控制机理。机械部分采用有效长度可调的悬臂梁弹簧,确定装置的主要工作频带。电磁部分采用电磁线圈和永磁体构成电磁弹簧,拓宽频带并提供较高的频率调整分辨率。同时,利用圆截面梁以及环形结构设计使其在横向平面内任意方向都具有相同的刚度,从而可以抑制对应的二维横向振动。此外,分析了利用离心力作为主动力来抵消部分激振力的主动振动控制机理。通过多个电磁线圈驱动永磁体进行圆周运动,从而形成离心力,并利用控制算法,使离心力和激振力之间保持合适的相位,达到轴沿截面方向二维振动控制。(2)振动控制数学模型建立:半主动振动控制方法实际上是一个自调谐的动力吸振器,将该动力吸振器简化为末端带有集中质量和刚度可调电磁弹簧的欧拉-伯努利梁,即可建立动力吸振器固有频率的数学模型。同时建立永磁体和电磁线圈之间的电磁力模型,在小位移范围内,线性化电磁力和振动位移之间的关系,即可得到电磁弹簧刚度。主动振动控制机理的数学模型通过受力分析列出,主动力模型的建立也可依据圆周运动知识。电磁线圈驱动永磁体所能达到的极限转速模型可基于能量守恒定理建立。(3)样机设计及仿真验证:基于半主动和主动振动控制机理及数学模型,针对选定的被控对象,设计并优化主要参数,包括悬臂梁弹簧尺寸及有效长度范围、电磁弹簧尺寸以及通电电流范围。根据这些参数建立仿真模型,对比仿真结果和数值计算结果,以验证数学模型的正确性。并在Simulink软件中搭建半主动和主动振动控制系统,仿真分析和预测振动控制效果。(4)装置样机测试验证:试制样机,搭建半主动和主动振动控制装置测试系统,对其性能指标进行测试,包括工作频带、频率调整分辨率和振动控制效果等等。对比仿真和数值分析结果,验证所提出的机理的正确性,分析误差来源和原因,提出设计改进方法,完善样机设计。
赵玉亮[7](2019)在《磁流变阻尼器减震结构振动台试验研究》文中指出作为半主动减震装置的典型代表,磁流变(MR)阻尼器完美结合了主动控制的灵活性和被动控制的可靠性的优点,能够利用微小外部能量产生较大且连续可调的阻尼力,因此受到了国内外学者的广泛关注。由于磁流变阻尼器减震控制涉及多领域交叉学科,仍然存在诸多问题尚未解决。特别是在磁流变阻尼器减震系统开发和设计,以及控制系统的高度集成化、微型化等方面研究较少,高度集成化的磁流变阻尼器减震系统的实时在线控制效果研究仍存在一定的研究空间和价值。因此,本文针对磁流变阻尼器减震系统的关键问题,如磁流变阻尼器力学性能、磁场分布、优化设计以及减震系统控制器的设计和研制等工作展开研究,主要研究工作如下:(1)提出了考虑Stribeck效应的磁流变阻尼器力学模型通过对本课题组自主研发的双出杆磁流变阻尼器进行不同电流、位移幅值和激励频率下的力学性能试验,系统地研究了其阻尼力特性。尤其是对低速区Stribeck效应产生的原因及其随电流、频率、位移幅值变化的规律进行了探讨。以双Sigmoid力学模型为基础,提出了能够较为准确地描述低速区Stribeck效应的改进滞回模型,并利用试验数据验证了所提模型的准确性。(2)开展了基于全构件模型的磁流变阻尼器磁场分析及测试为实现磁流变阻尼器的优化设计,需要准确分析阻尼间隙处磁场分布状态,研究影响阻尼间隙磁感应强度的诸多因素。首先,对磁流变阻尼器的全构件磁路进行了理论分析,并根据等效磁路理论给出阻尼间隙处磁感应强度的计算方法;其次,利用通用有限元软件对包含不同构件的磁场进行仿真,并对相应的磁感应强度进行测试,将测试结果与仿真结果进行对比分析。结果表明,考虑非工作磁路的仿真计算结果与实测值基本吻合,基于全构件模型的磁感应强度仿真计算结果更加准确、可靠。(3)实现了基于性能目标的磁流变阻尼器优化设计磁流变阻尼器最大出力和可调系数高度依赖于阻尼间隙处的磁感应强度和阻尼器的几何尺寸,而几何尺寸又对磁感应强度产生影响。为实现特定性能磁流变阻尼器的设计,提出了一种面向性能目标的磁流变阻尼器智能靶向寻优设计方法,解决了阻尼间隙处磁感应强度及阻尼器几何尺寸的优化问题。根据优化结果制作磁流变阻尼器,并对其进行磁场测试和力学性能测试来验证此种优化设计方法的有效性。(4)提出了磁流变阻尼器减震系统的智能分段控制策略实际应用对磁流变阻尼减震系统有可靠性、稳定性和易实现的要求,考虑控制效果和简单高效间的平衡,本文提出了一种基于位移反馈和地面加速度反馈的智能分段控制(PSC)策略。该控制策略计算量小,反馈需求量少,控制效果优于两种被动控制策略,利于微型化控制器的实现,较好解决了减震系统的实际应用需求。(5)开展了磁流变阻尼器减震结构振动台试验对底层安装集成化磁流变阻尼器减震系统的三层钢框架进行了振动台试验研究,以不同地震波作为激励输入,对实时在线智能分段控制与传统的Passive on和Passive off控制策略下的结构动态响应进行了比较,以检验所开发的减震系统的振动控制效果。试验结果表明,该磁流变阻尼器减震系统能够显着降低结构动力响应,有效实现对结构振动的实时在线控制,其对位移和加速度响应的综合控制效果要优于两种被动控制方式。本文的创新之处在于:(1)提出了一种可反映低速区域Stribeck效应的改进滞回模型,该模型更能准确描述能准确地描述低速区的阻尼力突变特性;(2)提出了一种面向性能目标的磁流变阻尼器智能靶向寻优设计方法,解决了阻尼间隙处磁感应强度及阻尼器几何尺寸的优化问题;(3)提出了一种基于位移反馈和地面加速度反馈的智能分段控制策略;搭建了集成化的磁流变智能减震系统,并对加入该智能减震系统的建筑结构模型进行了模拟地震振动台试验,验证了该系统的有效性。
唐子阳[8](2019)在《多支承轴系横向弯曲振动主动控制研究》文中指出多支承轴系应用广泛,经常超临界转速运行,在加速过临界转速时的共振问题尤为突出。由于多支承轴系长径比大,所以在正常转速下产生的振动成分中绝大部分是横向弯曲振动。本文针对过临界和突加冲击载荷这两种工况,设计三支承轴系的横向弯曲振动控制方案,基于Adams和MATLAB进行联合仿真,并进行了试验研究。主要工作如下:分别采用传递矩阵法和Adams仿真的方法,开展了三支承轴系的一阶临界转速研究。首先,应用传递矩阵法,借助MATLAB求解获得轴系的一阶临界转速。然后,在Adams中建立了三支承轴系的虚拟样机模型,并进行了加速过临界仿真,得到了一阶临界转速,并和传递矩阵法求得的一阶临界转速比较,验证了求得的一阶临界转速的正确性以及建立的虚拟样机模型的合理性。基于Adams和MATLAB联合仿真方法,对含智能弹簧支承的三支承轴系过临界时弯曲振动控制进行了研究。分析了智能弹簧支承的原理与结构,并根据原理与结构,采用Adams软件建立了含有智能弹簧支承的三支承轴系的虚拟样机模型,将虚拟样机模型导入MATLAB软件后建立了联合仿真模型。进行了过临界施加固定控制力联合仿真,得到了各固定控制力下的轴系位移响应,比较各位移响应,得到最优固定控制力。进行了过临界施加函数控制力联合仿真,得到轴系位移响应,并和施加最优固定控制力时的响应比较,证明了施加函数控制力是更好的方案。基于Adams和MATLAB联合仿真方法,对含智能弹簧支承的三支承轴系突加冲击载荷时弯曲振动闭环控制进行了研究。建立了突加冲击载荷工况的虚拟样机模型,将虚拟样机模型导入MATLAB软件后建立了联合仿真模型,分别进行了无控制力和施加固定控制力联合仿真,获得轴系在冲击载荷作用下的振动特性,为闭环控制选择施加控制力条件、控制力大小以及控制力作用时间提供依据。制定了闭环控制方案,进行了闭环控制联合仿真,仿真结果表明:制定的闭环控制方案对突加冲击载荷引起的振动起到了一定的控制效果。对含智能弹簧支承的双圆盘三支承轴系过临界振动控制进行了研究。建立了双圆盘轴系的联合仿真模型并进行联合仿真;搭建了含双圆盘的试验平台,在试验平台上进行过临界施加固定控制力振动控制试验,对试验数据进行处理。试验结果表明智能弹簧支承对过临界时的振动位移响应具有较好的控制效果,在控制电压最大时,减振率最高,达到了44.2%。
胡航领[9](2017)在《基于磁流变液阻尼器的砂轮和转子振动控制研究》文中认为针对旋转机械转子系统的振动故障问题,本文设计了两种适用于转子系统的磁流变阻尼器,对阻尼器应用于磨床砂轮不平衡振动控制、齿轮传动系统振动控制和多跨转子轴系振动控制的减振效果进行了研究。主要研究内容如下:(1)应用磁流变液的磁流变效应设计了两种适用于转子的剪切式磁流变阻尼器,并运用ANSYS软件对阻尼器的磁路进行了仿真分析。(2)搭建单跨转子实验台,将磁流变阻尼器安装于转子上,在通入相同电流的情况下,改变磁流变液质量比及所用硅油的黏度,实验研究阻尼器对转子系统临界转速及临界共振振幅的影响规律。(3)针对砂轮不平衡引起的主轴振动,搭建砂轮振动控制实验台,模拟磨床工作状态。将砂轮机主轴进行建模,对砂轮存在不平衡量时的砂轮振动特性进行仿真模拟;将磁流变阻尼器安装于砂轮主轴上,在砂轮机工作状态下,实验研究磁流变阻尼器利用单平面及双平面振动控制方法控制砂轮振动的影响规律,并对比分析了两种方法的振动控制效果。(4)针对齿轮箱在运行中振动噪声较大的问题,搭建了两轴及三轴齿轮减振实验台,将磁流变阻尼器应用于齿轮系统的振动控制中。首先在两轴齿轮实验台上通过对轴承座及转轴振动的监测与评定,实验研究了阻尼器在不同控制电流及不同安装位置下的减振特性;然后在三轴齿轮实验台上通过对轴承座和转轴的振动、以及齿轮噪声声压级的监测,实验研究了阻尼器对三轴齿轮系统的减振降噪特性。(5)针对转子系统的振动在通过临界共振区时过大的问题,设计了三种主动控制程序,即常规PID控制、模糊PID控制和变论域模糊PID控制,控制程序通过对振幅的实时监测,为阻尼器提供合适的控制电流。搭建单跨转子实验台,对比分析了被动控制、常规PID控制、模糊PID控制和变论域模糊PID控制方式的振动控制性能。(6)将所设计的主动控制策略应用于多跨转子振动控制中。首先搭建2N及N+1支撑四跨和五跨转子实验台,实验研究两种支撑方式的多跨转子振动特性;其次将基于模糊PID控制和变论域模糊PID控制的磁流变阻尼器应用于多跨转子轴系振动控制中,研究阻尼器对轴系振动的影响规律。
徐衡,沈景凤,谢景茂,张诗悦[10](2017)在《电流变液及其器件在机器人领域中的应用》文中研究说明电流变液作为一种智能材料,其流变特性在电场作用下能够快速、连续地调节,因此在各工业领域具有广泛的应用前景。在简要介绍电流变液研究的基础上,概述了电流变液器件国内外研究情况,并介绍了电流变液在机器人振动控制方面的研究应用,探讨了电流变液及其阻尼装置在机器人领域得以推广应用需要解决的技术问题,并展望了电流变液技术在机器人振动控制中的应用前景。
二、用于结构振动控制的电流变阻尼器的设计(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、用于结构振动控制的电流变阻尼器的设计(论文提纲范文)
(1)磁流变液阻尼器复合动力学模型研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景与意义 |
1.1.1 课题来源 |
1.1.2 课题背景 |
1.1.3 研究目的与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 磁流变液研究现状 |
1.2.2 磁流变液阻尼器工作原理及应用研究现状 |
1.2.3 磁流变液阻尼器动力学模型研究现状 |
1.2.4 磁流变液阻尼器参数对减振效果影响研究现状 |
1.2.5 磁流变液阻尼器多物理场耦合效应研究现状 |
1.3 课题研究的主要内容 |
第2章 磁流变液阻尼器复合动力学模型构建 |
2.1 引言 |
2.2 磁流变液阻尼器经典动力学模型 |
2.2.1 参数化动力学模型 |
2.2.2 非参数化动力学模型 |
2.3 磁流变液阻尼器Bingham模型和多项式模型参数辨识 |
2.3.1 直线型磁流变液阻尼器参数辨识实验设计 |
2.3.2 参数辨识原理 |
2.3.3 Bingham模型参数辨识及评估能力分析 |
2.3.4 多项式模型参数辨识及评估能力分析 |
2.4 复合动力学模型构建 |
2.4.1 复合动力学模型机理分析及其构建 |
2.4.2 动力学模型仿真和实验数据比较 |
2.4.3 复合动力力学模型性能分析 |
2.4.4 复合动力学模型参数拟合及仿真验证 |
2.5 本章小结 |
第3章 磁流变液阻尼器轨迹灵敏度分析 |
3.1 引言 |
3.2 考虑结构及流变特性的磁流变液阻尼器输出阻尼力模型 |
3.2.1 磁流变液本构方程 |
3.2.2 磁流变液阻尼器输出阻尼力产生机理及其力学模型 |
3.2.3 磁流变液剪切应力产生机理及其力学模型 |
3.3 基于单自由度减振系统的磁流变液阻尼器轨迹灵敏度模型 |
3.3.1 磁流变液阻尼器单自由度减振系统及仿真模型 |
3.3.2 单自由度减振系统动力学状态空间描述 |
3.3.3 减振系统轨迹灵敏度方程 |
3.3.4 系数项矩阵及自由项矩阵 |
3.4 基于磁流变液阻尼器的单自由度减振系统灵敏度分析 |
3.4.1 减振系统轨迹灵敏度仿真分析 |
3.4.2 减振系统轨迹灵敏度函数求解 |
3.4.3 减振系统轨迹灵敏度分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 考虑多场耦合效应复合动力学模型修正 |
4.1 引言 |
4.2 多场耦合建模及解析基本理论 |
4.2.1 耦合场有限元分析理论 |
4.2.2 磁流变液阻尼器流-固耦合数学模型 |
4.2.3 磁流变液阻尼器磁-流耦合数学模型 |
4.3 多场耦合有限元模型仿真分析 |
4.3.1 多场耦合仿真模型建立 |
4.3.2 活塞结构体仿真分析 |
4.3.3 磁流变液仿真分析 |
4.3.4 磁流变液阻尼器内部磁场分布 |
4.3.5 磁流变液阻尼器输出阻尼力分析 |
4.4 复合动力学模型修正 |
4.4.1 多场耦合算子 |
4.4.2 多场耦合算子参数辨识 |
4.4.3 基于复合动力学模型的修正验证与比较 |
4.5 本章小结 |
第5章 实验研究 |
5.1 引言 |
5.2 磁流变液阻尼器振动测控系统实验平台 |
5.2.1 实验平台原理介绍 |
5.2.2 实验平台硬件组成 |
5.2.3 测控系统软硬件组成 |
5.2.4 信号滤波处理方法 |
5.2.5 实验方案 |
5.3 磁流变液阻尼器性能测试实验 |
5.3.1 振动幅值对磁流变液阻尼器动态特性的影响 |
5.3.2 振动频率对磁流变液阻尼器动态特性的影响 |
5.3.3 控制电流对磁流变液阻尼器动态特性的影响 |
5.3.4 动力学模型验证与对比分析 |
5.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
致谢 |
(2)基于磁流变技术的高速列车半主动悬挂系统研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
1 引言 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 轨道车辆二系悬挂系统研究现状与发展趋势 |
1.2.1 被动悬挂系统 |
1.2.2 主动悬挂系统 |
1.2.3 半主动悬挂系统 |
1.3 基于磁流变技术的半主动悬挂系统研究现状与发展趋势 |
1.3.1 磁流变液 |
1.3.2 基于磁流变技术的半主动悬挂系统及其应用 |
1.4 本文研究目的和主要研究内容 |
2 高速列车可变刚度悬挂系统适应性研究 |
2.1 高速列车横向动力学模型 |
2.1.1 车体动力学方程 |
2.1.2 转向架动力学方程 |
2.1.3 轮对动力学方程 |
2.1.4 高速列车系统状态空间方程 |
2.2 轨道随机不平顺激励 |
2.2.1 方向不平顺 |
2.2.2 水平不平顺 |
2.2.3 轨道激励功率谱密度函数 |
2.3 高速列车可变刚度悬挂系统设计与仿真计算 |
2.3.1 可变刚度悬挂系统设计 |
2.3.2 振动传递率仿真计算结果 |
2.3.3 车体加速度计算结果 |
2.3.4 转向架和轮对加速度计算结果 |
2.4 本章小结 |
3 高速列车悬挂系统刚度与阻尼变化对车辆动力学性能的适应性研究 |
3.1 高速列车多体动力学模型 |
3.1.1 车辆系统动力学模型 |
3.1.2 悬挂系统非线性 |
3.1.3 轮轨接触非线性 |
3.1.4 轨道不平顺参数 |
3.1.5 动力学性能评价指标 |
3.1.6 车辆动力学模型验证 |
3.2 高速列车可变阻尼二系悬挂系统适应性研究 |
3.2.1 可变阻尼抗蛇行减振器适应性分析 |
3.2.2 可变阻尼二系横向减振器适应性分析 |
3.2.3 可变阻尼抗蛇行减振器和二系横向减振器组合适应性分析 |
3.3 高速列车可变阻尼抗蛇行减振器对运行工况的适应性研究 |
3.3.1 列车运行速度变化的适应性研究 |
3.3.2 列车运行线路恶化的适应性研究 |
3.3.3 列车运行曲线变化的适应性研究 |
3.3.4 列车运行线路变化的适应性研究 |
3.3.5 可变阻尼抗蛇行减振器对运行工况的适应性进一步讨论 |
3.4 高速列车可变刚度可变阻尼悬挂对轮轨磨耗的适应性研究 |
3.4.1 磁流变阻尼器力学模型 |
3.4.2 可变刚度可变阻尼磁流变抗蛇行减振器力学模型 |
3.4.3 可变刚度可变阻尼抗蛇行减振器对车辆动力学性能的影响 |
3.4.4 可变刚度可变阻尼半主动悬挂系统设计与仿真计算结果 |
3.5 本章小结 |
4 高速列车可变刚度悬挂系统有效性试验研究 |
4.1 高速列车可变刚度悬挂系统与振动测试平台的设计与搭建 |
4.1.1 可变刚度悬挂系统的结构设计与工作原理 |
4.1.2 车辆振动测试平台的设计与工作原理 |
4.2 可变刚度磁流变减振器的设计和性能测试 |
4.2.1 可变刚度磁流变减振器的结构和工作原理 |
4.2.2 可变刚度磁流变减振器的磁场仿真计算 |
4.2.3 可变刚度磁流变减振器动态性能测试 |
4.3 高速列车可变刚度悬挂系统设计与性能评估 |
4.3.1 可变刚度悬挂系统控制策略设计 |
4.3.2 高速列车可变刚度悬挂系统的测试结果与评估 |
4.4 本章小结 |
5 高速列车多功能可变刚度可变阻尼半主动悬挂系统设计与试验评估 |
5.1 高速列车可变刚度可变阻尼悬挂系统的结构设计和工作原理 |
5.2 可变刚度磁流变弹性体隔振器的设计和性能测试 |
5.2.1 可变刚度磁流变弹性体隔振器的结构和工作原理 |
5.2.2 可变刚度磁流变弹性体隔振器的磁场仿真与性能计算 |
5.2.3 可变刚度磁流变弹性体隔振器的加工与性能测试 |
5.3 可变阻尼磁流变阻尼器的设计和性能测试 |
5.3.1 可变阻尼磁流变阻尼器的结构和工作原理 |
5.3.2 可变阻尼磁流变阻尼器的磁场仿真与性能计算 |
5.3.3 可变阻尼磁流变阻尼器性能测试 |
5.4 高速列车多功能可变刚度可变阻尼悬挂系统的试验测试与分析 |
5.4.1 高速列车模型及半主动悬挂系统的振动测试平台 |
5.4.2 高速列车可变刚度可变阻尼悬挂系统控制算法的设计 |
5.4.3 高速列车可变刚度可变阻尼悬挂系统的试验测试与评估 |
5.4.4 高速列车可变刚度可变阻尼悬挂可拓展性和故障安全性讨论 |
5.5 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
附录 A |
作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
学位论文数据集 |
(3)基于整体式挤压油膜阻尼器的转子及齿轮系统振动控制研究(论文提纲范文)
学位论文数据集 |
摘要 |
ABSTRACT |
符号说明 |
第一章 绪论 |
1.1 课题来源 |
1.2 研究的目的和意义 |
1.3 转子系统振动控制研究进展 |
1.3.1 转子振动被动控制技术 |
1.3.2 转子振动主动控制技术 |
1.4 齿轮传动系统振动控制研究进展 |
1.4.1 齿轮传动系统振动原因 |
1.4.2 齿轮系统减振方法研究进展 |
1.4.3 齿轮轴系不对中振动研究进展 |
1.5 整体式挤压油膜阻尼器研究进展 |
1.5.1 传统挤压油膜阻尼器现状及存在的问题 |
1.5.2 整体式挤压油膜阻尼器出现背景 |
1.5.3 整体式挤压油膜阻尼器结构特点及减振增稳机理 |
1.5.4 整体式挤压油膜阻尼器结构演变 |
1.5.5 整体式挤压油膜阻尼器动力特性研究 |
1.5.6 整体式挤压油膜阻尼器的工程应用现状 |
1.6 本文的主要研究内容 |
第二章 整体式挤压油膜阻尼器结构设计及性能分析 |
2.1 引言 |
2.2 整体式挤压油膜阻尼器结构设计 |
2.2.1 网格相关分析 |
2.2.2 轴向长度对ISFD径向刚度的影响 |
2.2.3 油膜间隙对ISFD径向刚度的影响 |
2.2.4 S形弹簧分布角度对ISFD径向刚度的影响 |
2.2.5 S形弹簧径向厚度对ISFD径向刚度的影响 |
2.2.6 S形弹簧径向位置对ISFD径向刚度的影响 |
2.3 整体式挤压油膜阻尼器径向刚度的实验测量 |
2.3.1 ISFD静载荷位移曲线计算 |
2.3.2 ISFD径向刚度的测量 |
2.4 整体式挤压油膜阻尼器-单盘转子系统的不平衡响应 |
2.4.1 ISFD-单盘转子系统的不平衡响应实验 |
2.4.2 ISFD阻尼系数计算 |
2.5 本章小结 |
第三章 基于整体式挤压油膜阻尼器的转子系统振动主动控制研究 |
3.1 引言 |
3.2 ISFD力学模型及减振原理 |
3.3 振动主动控制系统设计 |
3.3.1 振动主动控制系统组成部分及功能 |
3.3.2 控制系统软硬件 |
3.3.3 控制策略设计 |
3.4 单跨转子振动控制实验 |
3.4.1 单跨转子结构设计及模态分析 |
3.4.2 基于转速的开关控制实验 |
3.5 单跨悬臂转子振动控制实验 |
3.5.1 单跨悬臂转子结构设计及模态分析 |
3.5.2 基于转速的开关控制实验 |
3.6 本章小结 |
第四章 整体式挤压油膜阻尼器-齿轮系统动力学分析 |
4.1 引言 |
4.2 齿轮系统简化振动模型及其分析 |
4.3 齿轮系统动力学建模 |
4.4 动力学方程的求解 |
4.4.1 Runge-Kutta方法简介 |
4.4.2 齿轮系统动力学参数计算 |
4.4.3 基于Matlab的动力学计算 |
4.5 实验验证 |
4.6 本章小结 |
第五章 基于整体式挤压油膜阻尼器的齿轮轴系减振特性研究 |
5.1 引言 |
5.2 ISFD安装位置对齿轮轴系减振特性的影响研究 |
5.2.1 实验装置介绍 |
5.2.2 结果与讨论 |
5.3 ISFD阻尼液黏度对齿轮轴系减振特性的影响研究 |
5.3.1 实验装置介绍 |
5.3.2 结果与讨论 |
5.4 基于ISFD的多平行齿轮轴系减振研究 |
5.4.1 实验装置介绍 |
5.4.2 结果与讨论 |
5.5 ISFD抑制齿轮轴系不对中振动研究 |
5.5.1 平行不对中齿轮轴系动力学模型 |
5.5.2 实验装置介绍 |
5.5.3 结果与讨论 |
5.6 本章小结 |
第六章 整体式挤压油膜阻尼器在齿轮箱中的应用研究 |
6.1 引言 |
6.2 齿轮箱及整体式挤压油膜阻尼器简介 |
6.3 实验装置介绍 |
6.3.1 两种轴承支承形式 |
6.3.2 齿轮箱实验台 |
6.4 实验结果分析 |
6.4.1 不同转速工况下减振实验 |
6.4.2 不同负载工况下减振实验 |
6.4.3 振动时域及频域分析 |
6.5 本章小结 |
第七章 基于整体式弹性环挤压油膜阻尼器的齿轮轴系减振实验研究 |
7.1 引言 |
7.2 整体式弹性环挤压油膜阻尼器简介 |
7.2.1 IERSFD结构特点 |
7.2.2 IERSFD力学模型 |
7.3 实验装置介绍 |
7.3.1 两种支承结构 |
7.3.2 实验台参数 |
7.4 结果与讨论 |
7.4.1 IERSFD抑制齿轮轴系振动分析 |
7.4.2 阻尼液黏度对齿轮轴系减振特性的影响 |
7.5 本章小结 |
第八章 结论与展望 |
8.1 论文的主要结论 |
8.2 本文的创新点 |
8.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
研究成果及发表的学术论文 |
作者和导师简介 |
博士研究生学位论文答辩委员会决议书 |
(4)基于主动阻尼减振装置的振动控制研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题来源、研究目的及意义 |
1.1.1 课题来源 |
1.1.2 研究目的及意义 |
1.2 旋转机械转子减振研究概述 |
1.3 机床加工过程减振研究概述 |
1.3.1 机床发展现状 |
1.3.2 机床加工振动控制方法 |
1.4 管道系统减振研究概述 |
1.4.1 石化企业常见事故案例 |
1.4.2 管道系统振动原因及控制方法 |
1.5 主动减振技术研究进展 |
1.6 本文的主要研究内容 |
第二章 主动阻尼减振装置原理及其设计 |
2.1 引言 |
2.2 主动阻尼减振装置原理 |
2.2.1 惯性作动器原理 |
2.2.2 惯性作动器 |
2.2.3 两种控制策略 |
2.3 主动阻尼减振装置设计 |
2.4 本章小结 |
第三章 基于主动阻尼减振装置的转子振动控制实验研究 |
3.1 引言 |
3.2 转子振动实验台及振动数据采集系统设计 |
3.3 不平衡转子仿真分析 |
3.4 主动阻尼减振装置抑制不平衡转子振动实验 |
3.4.1 主动阻尼减振装置对转轴振动的抑制规律 |
3.4.2 主动阻尼减振装置对轴承座振动的抑制规律 |
3.4.3 主动阻尼减振装置在不同安装位置的抑制规律 |
3.5 主动阻尼减振装置抑制不对中转子振动实验 |
3.5.1 主动阻尼减振装置抑制不对中振动的实验规律 |
3.5.2 主动阻尼减振装置在不同不对中量下振动的抑制规律 |
3.5.3 主动阻尼减振装置在不同转速下振动的抑制规律 |
3.6 本章小结 |
第四章 基于主动阻尼减振装置的机床振动控制实验研究 |
4.1 引言 |
4.2 机床振动学分析 |
4.2.1 颤振的定义 |
4.2.2 动态切削过程及颤振形成原因 |
4.3 主动阻尼减振装置抑制数控车床振动实验 |
4.3.1 不同切削深度的减振效果研究 |
4.3.2 不同切削速度的减振效果研究 |
4.3.3 不同切削参数的正交实验研究 |
4.4 主动阻尼减振装置抑制平面磨床振动实验 |
4.4.1 不同磨削参数的减振效果研究 |
4.4.2 粗糙度对比 |
4.5 主动阻尼减振装置抑制台钻振动实验 |
4.5.1 不同钻削参数的减振效果研究 |
4.5.2 不同钻削参数的正交实验研究 |
4.6 本章小结 |
第五章 基于主动阻尼减振装置的复杂管道振动控制实验研究 |
5.1 引言 |
5.2 复杂管道振动控制实验台设计 |
5.3 复杂管道振动控制模拟计算 |
5.4 复杂管道振动控制实验研究 |
5.4.1 各工况下主动阻尼减振装置对复杂管道振动的抑制规律 |
5.4.2 主动阻尼减振装置不同安装方向的抑振规律 |
5.4.3 主动阻尼减振装置不同安装位置的抑振规律 |
5.5 本章小结 |
第六章 阻尼减振技术在加氢分馏管线上的应用 |
6.1 引言 |
6.2 加氢分馏塔进料管线振动情况 |
6.3 某加氢管线振动原因 |
6.3.1 振动原因分析 |
6.3.2 管道模态分析 |
6.4 管道阻尼减振技术 |
6.4.1 阻尼减振技术分析 |
6.4.2 阻尼减振模拟仿真 |
6.5 安装结构方案 |
6.6 改造效果 |
6.7 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
研究成果及发表的学术论文 |
作者和导师简介 |
附件 |
(5)汽车动力传动系统参数自适应扭振半主动控制(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 课题的研究背景和意义 |
1.2 扭转振动控制的研究现状 |
1.3 磁流变技术的研究现状 |
1.3.1 磁流变液概述 |
1.3.2 磁流变变阻尼技术的研究现状 |
1.3.3 磁流变变刚度技术的研究现状 |
1.4 半主动控制策略研究现状 |
1.5 扭振半主动控制研究中存在的问题 |
1.6 本文的研究工作 |
2 动力传动系统变刚度变阻尼扭转减振原理分析 |
2.1 引言 |
2.2 扭转减振器减振原理分析 |
2.2.1 无阻尼扭转减振器 |
2.2.2 阻尼和刚度对扭转减振器减振特性影响 |
2.3 变刚度变阻尼扭转减振器减振特性 |
2.4 本章小结 |
3 磁流变变刚度变阻尼扭转减振器性能试验及建模 |
3.1 引言 |
3.2 磁流变变刚度变阻尼扭转减振器工作原理 |
3.3 MR-VSVD扭转减振器变刚度单元性能试验 |
3.3.1 测试设备 |
3.3.2 测试方法 |
3.3.3 试验结果分析 |
3.4 MR-VSVD扭转减振器变阻尼单元性能试验 |
3.4.1 测试系统和测试方法 |
3.4.2 试验结果分析 |
3.5 MR-VSVD扭转减振器建模 |
3.5.1 磁流变阻尼器力学模型 |
3.5.2 MR-VSVD扭转减振器变刚度单元建模 |
3.5.3 MR-VSVD扭转减振器变阻尼单元建模 |
3.6 本章小结 |
4 基于AMEsim的汽车动力传动系统扭振特性分析 |
4.1 引言 |
4.2 汽车动力传动系统扭振模型建立 |
4.3 动力传动系统扭振自由振动分析 |
4.4 传动系统扭振强迫振动分析 |
4.4.1 加速工况扭振分析 |
4.4.2 平稳运行工况扭振分析 |
4.5 本章小结 |
5 基于仿人智能控制算法的扭振半主动控制分析 |
5.1 引言 |
5.2 仿人智能控制理论概述 |
5.2.1 前期的仿人智能控制理论 |
5.2.2 基于动觉智能图式的仿人智能控制理论 |
5.3 仿人智能控制控制器设计 |
5.4 仿人智能控制仿真分析 |
5.5 本章小结 |
6 总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
附录 |
A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录 |
B. 作者在攻读硕士学位期间申报专利目录 |
C. 作者在攻读硕士期间参加的科研项目 |
D. 学位论文数据集 |
致谢 |
(6)基于轴的二维横向振动自适应控制研究与实现(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 轴类结构横向振动控制研究现状 |
1.1.1 高耸塔架结构横向振动控制 |
1.1.2 大型机械装备振动控制 |
1.1.3 机械加工设备振动控制 |
1.3 二维振动控制技术研究现状 |
1.4 自适应振动控制研究现状 |
1.5 研究目的及主要内容 |
1.5.1 研究目的 |
1.5.2 研究内容 |
第二章 半主动和主动振动控制机理及理论建模 |
2.1 引言 |
2.2 半主动和主动振动控制方案设计 |
2.2.1 半主动振动控制方案设计及机理介绍 |
2.2.2 主动振动控制方案设计及机理介绍 |
2.3 半主动振动控制方案动力学建模 |
2.3.1 半主动振动控制模型 |
2.3.2 半主动动力吸振器模型 |
2.3.3 电磁弹簧模型 |
2.4 主动振动控制方案动力学建模 |
2.4.1 主动振动控制模型 |
2.4.2 电磁驱动和主动力模型 |
2.5 本章小结 |
第三章 半主动振动控制装置设计及仿真验证 |
3.1 引言 |
3.2 被控对象的参数识别 |
3.3 半主动振动控制装置参数设计及优化 |
3.3.1 悬臂梁弹簧参数设计 |
3.3.2 电磁弹簧结构参数设计 |
3.3.3 电磁弹簧刚度设计 |
3.4 半主动振动控制装置样机设计 |
3.4.1 悬臂梁弹簧部分设计 |
3.4.2 电磁弹簧部分设计 |
3.4.3 电磁线圈线径优化设计 |
3.5 半主动振动控制系统仿真 |
3.5.1 被控对象模型搭建及仿真 |
3.5.2 半主动振动控制装置模型搭建及仿真 |
3.6 本章小结 |
第四章 主动振动控制装置设计及仿真验证 |
4.1 引言 |
4.2 主动振动控制装置参数设计 |
4.2.1 主动振动控制装置仿真模型参数设计 |
4.2.2 电磁线圈激励参数计算 |
4.3 主动振动控制装置样机设计 |
4.3.1 电磁驱动部分设计 |
4.3.2 永磁旋转质量体部分设计 |
4.3.3 其他结构设计 |
4.4 主动振动控制系统仿真 |
4.5 本章小结 |
第五章 测试系统搭建与实验验证 |
5.1 引言 |
5.2 测试系统设计与样机 |
5.2.1 测试目标与方法 |
5.2.2 实验样机制作 |
5.2.3 测试系统搭建 |
5.3 半主动振动控制系统测试结果与分析 |
5.3.1 悬臂梁弹簧性能测试 |
5.3.2 电磁弹簧性能测试 |
5.3.3 电磁弹簧频率调整分辨率测试 |
5.3.4 机械-电磁协调制振测试 |
5.3.5 二维横向振动控制效果测试 |
5.4 主动振动控制系统测试结果与分析 |
5.4.1 主动振动控制装置性能测试 |
5.4.2 主动振动控制装置振动控制效果测试 |
5.5 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间的学术成果 |
(7)磁流变阻尼器减震结构振动台试验研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题背景及研究意义 |
1.2 半主动控制研究现状 |
1.3 磁流变减震技术的研究现状 |
1.3.1 磁流变阻尼器的研究现状 |
1.3.2 磁流变阻尼器力学模型研究现状 |
1.3.3 磁流变阻尼器磁路分析与设计 |
1.3.4 磁流变阻尼器的控制算法 |
1.3.5 磁流变阻尼器的振动台试验研究现状 |
1.3.6 磁流变阻尼器的工程应用 |
1.4 本文主要研究内容 |
1.4.1 问题的提出 |
1.4.2 主要研究内容 |
第二章 考虑Stribeck效应的磁流变阻尼器力学模型 |
2.1 磁流变阻尼器的力学性能试验 |
2.1.1 试验对象 |
2.1.2 试验目的及方案 |
2.1.3 试验装置 |
2.2 磁流变阻尼器的阻尼力特性分析 |
2.2.1 电流对磁流变阻尼器力学性能的影响 |
2.2.2 位移幅值对磁流变阻尼器力学性能的影响 |
2.2.3 激励频率对磁流变阻尼器力学性能的影响 |
2.2.4 Stribeck效应 |
2.3 考虑Stribeck效应的磁流变阻尼器力学模型 |
2.3.1 修正的Sigmoid模型 |
2.3.2 模型参数识别 |
2.3.3 模型参数回归 |
2.3.4 参数模型的验证 |
2.4 本章小结 |
第三章 基于全构件模型的磁流变阻尼器磁场分析及测试 |
3.1 磁流变阻尼器磁路材料 |
3.1.1 磁流变液特性 |
3.1.2 磁路材料特性 |
3.2 简化磁路分析 |
3.2.1 简化磁路理论分析 |
3.2.2 简化磁路数值仿真 |
3.3 全构件模型磁路分析 |
3.3.1 全构件模型磁路理论分析 |
3.3.2 磁流变阻尼器磁路仿真与测试 |
3.3.3 全构件模型磁场模拟 |
3.4 本章小结 |
第四章 基于性能目标的磁流变阻尼器的优化设计 |
4.1 阻尼器结构和材料选择 |
4.1.1 磁流变阻尼器结构形式 |
4.1.2 磁流变阻尼器材料选择 |
4.2 磁流变阻尼器优化设计 |
4.2.1 优化设计的力学模型 |
4.2.2 优化设计方法 |
4.2.3 优化设计结果 |
4.3 优化后磁流变阻尼器的磁场验证 |
4.3.1 铁芯磁场模拟与测试 |
4.3.2 安装筒体的铁芯磁场模拟与测试 |
4.4 磁流变阻尼器力学性能验证 |
4.4.1 磁流变阻尼器理论计算 |
4.4.2 阻尼力计算结果与试验结果对比 |
4.5 本章小结 |
第五章 磁流变减震系统控制策略与控制器 |
5.1 磁流变阻尼器半主动控制策略 |
5.1.1 受控结构基本模型 |
5.1.2 常用的控制策略 |
5.1.3 PSC控制概述 |
5.1.4 PSC控制参数优化 |
5.2 PSC控制减震效果分析 |
5.2.1 PSC控制参数优化 |
5.2.2 数值仿真结果分析 |
5.3 控制器研发和试验 |
5.3.1 控制器研发 |
5.3.2 控制器性能试验 |
5.4 本章小结 |
第六章 磁流变阻尼器减震结构振动台试验 |
6.1 试验装置 |
6.1.1 结构模型 |
6.1.2 试验装置 |
6.2 振动台试验内容及工况 |
6.2.1 试验用地震波 |
6.2.2 试验工况 |
6.3 振动台试验结果分析 |
6.3.1 结构动力特性分析 |
6.3.2 结构峰值响应分析 |
6.3.3 结构均方根响应分析 |
6.3.4 受控结构动力时程响应 |
6.4 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 全文总结 |
7.2 主要创新点 |
7.3 研究展望 |
致谢 |
参考文献 |
作者在攻读博士学位期间取得的成果 |
(8)多支承轴系横向弯曲振动主动控制研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 多支承轴系减振技术概述 |
1.2.2 智能弹簧减振技术概述 |
1.3 本文的主要工作 |
第二章 三支承轴系的临界转速研究 |
2.1 引言 |
2.2 传递矩阵法计算临界转速 |
2.2.1 转子质量离散化 |
2.2.2 传递矩阵的建立 |
2.2.3 用剩余量计算临界转速方法 |
2.2.4 三支承轴系临界转速计算 |
2.3 Adams过临界仿真 |
2.3.1 虚拟样机模型建立 |
2.3.2 过临界仿真 |
2.4 本章小结 |
第三章 含智能弹簧支承的三支承轴系过临界减振研究 |
3.1 引言 |
3.2 智能弹簧支承的原理与结构 |
3.3 轴系过临界虚拟样机模型和联合仿真模型建立 |
3.3.1 虚拟样机模型建立 |
3.3.2 开环控制联合仿真模型建立 |
3.4 轴系过临界开环控制联合仿真 |
3.4.1 施加固定控制力开环控制联合仿真 |
3.4.2 施加函数控制力开环控制联合仿真 |
3.5 本章小结 |
第四章 含智能弹簧支承的三支承轴系突加冲击载荷减振研究 |
4.1 引言 |
4.2 联合仿真模型建立 |
4.3 轴系突加冲击载荷时无控制力联合仿真 |
4.4 轴系突加冲击载荷时施加固定控制力联合仿真 |
4.5 轴系突加冲击载荷时振动闭环控制研究 |
4.5.1 轴系突加冲击载荷时闭环控制方案设计 |
4.5.2 轴系突加冲击载荷闭环控制联合仿真模型建立 |
4.5.3 轴系突加冲击载荷时闭环控制联合仿真 |
4.6 本章小结 |
第五章 含智能弹簧支承的双圆盘轴系过临界减振研究 |
5.1 引言 |
5.2 双圆盘三支承轴系过临界振动控制联合仿真 |
5.2.1 联合仿真模型建立 |
5.2.2 联合仿真结果分析 |
5.3 轴系过临界施加固定控制力减振试验 |
5.3.1 试验平台搭建 |
5.3.2 试验操作过程 |
5.3.3 试验数据分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 工作总结与未来展望 |
6.1 本文主要工作 |
6.2 未来工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
(9)基于磁流变液阻尼器的砂轮和转子振动控制研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题来源、研究目的及意义 |
1.1.1 课题来源 |
1.1.2 研究目的及意义 |
1.2 旋转机械转子减振研究概述 |
1.3 砂轮及齿轮减振的研究进展 |
1.3.1 砂轮减振的研究进展 |
1.3.2 齿轮减振的研究进展 |
1.4 磁流变液及磁流变阻尼器研究概述 |
1.4.1 磁流变技术的研究概述 |
1.4.2 磁流变阻尼器应用于转子振动控制的研究现状 |
1.5 本文的主要研究内容 |
第二章 磁流变阻尼器结构设计及性能分析 |
2.1 引言 |
2.2 磁流变阻尼器设计 |
2.2.1 磁流变液的磁化机理 |
2.2.2 磁流变阻尼器的工作模式及阻尼力模型 |
2.2.3 磁流变阻尼器的结构设计 |
2.3 振动数据采集系统 |
2.4 磁流变液对转子系统的影响规律实验研究 |
2.4.1 单跨转子实验台参数 |
2.4.2 磁流变液质量比对转子影响规律实验研究 |
2.4.3 磁流变液硅油黏度对转子影响规律实验研究 |
2.5 本章小结 |
第三章 磁流变阻尼器控制砂轮主轴振动实验研究 |
3.1 引言 |
3.2 磁流变阻尼器性能分析 |
3.3 砂轮主轴振动仿真分析 |
3.3.1 砂轮主轴建模及模态分析 |
3.3.2 砂轮主轴不平衡振动仿真分析 |
3.3.3 砂轮主轴振动控制仿真分析 |
3.4 单平面砂轮振动控制实验研究 |
3.4.1 单平面砂轮振动控制实验台参数 |
3.4.2 单平面振动控制抑振规律实验研究 |
3.5 双平面砂轮振动控制实验研究 |
3.5.1 双平面砂轮振动控制实验台参数 |
3.5.2 双平面振动控制抑振规律实验研究 |
3.6 不同转速下砂轮振动控制实验研究 |
3.6.1 电主轴实验台参数 |
3.6.2 不同转速下的抑振规律实验研究 |
3.7 砂轮磨削实验 |
3.8 本章小结 |
第四章 磁流变阻尼器对齿轮系统减振降噪实验研究 |
4.1 引言 |
4.2 两轴齿轮系统减振实验研究 |
4.2.1 两轴齿轮实验台参数 |
4.2.2 两轴齿轮系统轴承座振动分析 |
4.2.3 两轴齿轮系统转轴振动分析 |
4.2.4 不同安装位置时的振动分析 |
4.3 三轴齿轮系统减振实验研究 |
4.3.1 三轴齿轮实验台参数 |
4.3.2 三轴齿轮系统轴承座振动分析 |
4.3.3 三轴齿轮系统转轴振动分析 |
4.3.4 齿轮噪声控制实验研究 |
4.3.5 不同转速下的振动分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 磁流变阻尼器主动控制策略研究 |
5.1 引言 |
5.2 主动控制系统设计 |
5.2.1 控制系统结构 |
5.2.2 PID控制器设计 |
5.2.3 模糊PID控制器设计 |
5.2.4 变论域模糊PID控制器设计 |
5.3 控制程序的控制性能试验 |
5.4 本章小结 |
第六章 磁流变阻尼器对多跨转子振动的主动控制实验研究 |
6.1 引言 |
6.2 四跨转子振动特性与振动控制实验 |
6.2.1 四跨转子实验台参数 |
6.2.2 四跨转子原始振动对比实验分析 |
6.2.3 2N支撑四跨转子振动控制实验 |
6.2.4 N+1支撑四跨转子振动控制实验 |
6.3 五跨转子振动特性与振动控制实验 |
6.3.1 五跨转子实验台参数 |
6.3.2 2N支撑五跨转子仿真分析 |
6.3.3 N+1支撑五跨转子仿真分析 |
6.3.4 五跨转子原始振动对比实验分析 |
6.3.5 五跨转子振动控制实验 |
6.4 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
研究成果及发表的学术论文 |
作者和导师简介 |
附件 |
(10)电流变液及其器件在机器人领域中的应用(论文提纲范文)
1 电流变液研究及特性 |
2 电流变液振动控制器件研究 |
3 电流变液在机器人振动控制的应用 |
4 应用前景 |
5 结束语 |
四、用于结构振动控制的电流变阻尼器的设计(论文参考文献)
- [1]磁流变液阻尼器复合动力学模型研究[D]. 李斌. 燕山大学, 2020
- [2]基于磁流变技术的高速列车半主动悬挂系统研究[D]. 金天贺. 北京交通大学, 2020(03)
- [3]基于整体式挤压油膜阻尼器的转子及齿轮系统振动控制研究[D]. 路凯华. 北京化工大学, 2019(01)
- [4]基于主动阻尼减振装置的振动控制研究[D]. 丁继超. 北京化工大学, 2019(06)
- [5]汽车动力传动系统参数自适应扭振半主动控制[D]. 潘成望. 重庆大学, 2019(01)
- [6]基于轴的二维横向振动自适应控制研究与实现[D]. 高玉龙. 上海交通大学, 2019(06)
- [7]磁流变阻尼器减震结构振动台试验研究[D]. 赵玉亮. 东南大学, 2019(05)
- [8]多支承轴系横向弯曲振动主动控制研究[D]. 唐子阳. 南京航空航天大学, 2019(02)
- [9]基于磁流变液阻尼器的砂轮和转子振动控制研究[D]. 胡航领. 北京化工大学, 2017(04)
- [10]电流变液及其器件在机器人领域中的应用[J]. 徐衡,沈景凤,谢景茂,张诗悦. 电子科技, 2017(05)