本文關鍵詞：滾輪機構振動噪聲分析與控制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：滾輪機構在工業(yè)中應用廣泛,然而其運行過程中產生的巨大噪聲,已嚴重影響到工人的身心健康和企業(yè)的生產,極大地制約了社會經濟的發(fā)展和進步。為了有效控制滾輪機構的振動噪聲,本文利用試驗測試和有限元分析相結合的方法,研究其在運行過程中的振動響應和輻射噪聲,并提出一種振動噪聲控制措施-滾輪阻尼結構。首先,參照國家標準GB/T 3768-1996制定滾輪機構振動噪聲測試方案,借助24通道HEAD Acoustics數據采集系統(tǒng)、PCB加速度傳感器及BK4189傳聲器采集其實際運轉工況下,滾輪上方1米處、滾輪接觸處和軸承座近場等位置的振動噪聲樣本。對比不同轉速下測點的振動加速度和聲壓值,發(fā)現滾輪接觸處和軸承座上方近場噪聲較大,為進一步地減振降噪研究提供了參考依據。其次,對滾輪相互作用力進行力學分析,并根據集中參數法將滾輪機構簡化為37個集中質量振動系統(tǒng),建立其垂向力學模型,理論研究其振動響應特性。使用CATIA和HyperMesh建立滾輪機構的CAD結構模型,在ANSYS中分析其被動件和軸系機構的結構模態(tài),得到固有頻率及對應振型。基于載荷逆運算法,在LMS Virtual.Lab中將試驗測得的軸承座振動加速度響應頻譜數據加載到模型輸出響應點處,運行求解滾輪接觸點即載荷輸入點的等效激勵載荷譜,并使用振型疊加法計算出滾輪機構的結構振動響應。另外,理論研究滾輪機構的聲輻射,推導出其場點聲壓級的計算公式。在LMS Virtual.Lab中建立滾輪機構的聲學有限元模型,并以計算出的結構振動響應作為聲學邊界條件,借助有限元AML算法分析滾輪機構在3維空間自由聲場中的聲壓分布。與試驗結果對比,仿真結果吻合度良好,驗證了滾輪機構聲學仿真模型的正確性,為下一步振動噪聲控制措施的聲壓級有限元仿真提供參考模型。最后,針對試驗測試和仿真結果分析出的滾輪機構主要噪聲源—滾輪噪聲,提出幾種振動噪聲控制措施。對其中一種控制措施-滾輪阻尼結構即在滾輪接觸面敷設阻尼減振材料進行改進,并在相同工況下對改進后的滾輪機構進行仿真計算和試驗測試,對比結果得出滾輪阻尼結構減振降噪效果顯著。另外,本文的研究方法和成果對車輛、船舶、交通運輸等工業(yè)領域及自動化設備領域的減振降噪也具有一定的參考價值。
【關鍵詞】：滾輪機構 試驗測試 振動特性 噪聲有限元分析 滾輪阻尼結構
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB535
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 本課題研究背景和意義10-12
• 1.2 國內外研究現狀12-14
• 1.2.1 國外研究現狀12-13
• 1.2.2 國內研究現狀13-14
• 1.3 本文主要研究內容14-15
• 第二章 滾輪機構振動噪聲試驗15-29
• 2.1 試驗測試標準15-16
• 2.2 試驗工況16-19
• 2.2.1 試驗條件和設備17
• 2.2.2 測點及傳感器布置17-19
• 2.3 試驗結果分析19-28
• 2.3.1 振動分析19-21
• 2.3.2 噪聲分析21-24
• 2.3.3 頻譜分析24-28
• 2.4 本章小結28-29
• 第三章 滾輪機構振動特性分析29-48
• 3.1 滾輪機構力學建模29-34
• 3.1.1 滾輪接觸力分析29-31
• 3.1.2 滾輪機構力學模型31-34
• 3.2 結構模態(tài)分析34-43
• 3.2.1 被動件的結構模態(tài)分析38-42
• 3.2.2 軸系機構結構模態(tài)分析42-43
• 3.3 結構振動響應43-47
• 3.3.1 激勵力識別43-46
• 3.3.2 振動響應結果46-47
• 3.4 本章小結47-48
• 第四章 滾輪機構噪聲有限元分析48-56
• 4.1 滾輪機構的聲輻射理論48-49
• 4.2 基于Virtual.Lab的滾輪機構噪聲仿真49-54
• 4.2.1 聲學有限元AML算法49-51
• 4.2.2 有限元仿真設置51-53
• 4.2.3 噪聲仿真結果53-54
• 4.3 本章小結54-56
• 第五章 低噪聲滾輪阻尼結構設計56-67
• 5.1 振動噪聲控制措施56-57
• 5.2 滾輪阻尼結構方案57-61
• 5.2.1 粘彈性材料的阻尼機理58
• 5.2.2 滾輪阻尼結構的確定58-60
• 5.2.3 阻尼材料選取60-61
• 5.3 改進后的聲壓級仿真分析61-63
• 5.4 改進前后的試驗結果對比63-66
• 5.4.1 振動加速度對比分析63-64
• 5.4.2 噪聲對比分析64-65
• 5.4.3 減振降噪頻譜分析65-66
• 5.5 本章小結66-67
• 第六章 總結與展望67-69
• 6.1 全文工作總結67
• 6.2 下一步工作展望67-69
• 參考文獻69-73
• 致謝73-74
• 讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文74

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