發(fā)布時間：2017-06-03 06:18

  本文關鍵詞：DK4012型滾珠絲杠副振動與噪聲仿真及實驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文以南京工藝裝備制造有限公司提供的DKFZD4012型滾珠絲杠副為研究對象,通過動力學仿真、理論建模、有限元分析與實驗研究等多種手段,深入分析了滾珠絲杠副振動與噪聲的基本特性。分析過程中建立的仿真模型及得出的研究成果具有一定的推廣價值。本文的具體研究內容如下：1.建立DK4012型滾珠絲杠副的三維模型,將其導入ADAMS,建立滾珠絲杠副的多體動力學模型,模擬滾珠絲杠副實際運行狀態(tài),計算出各零部件之間的接觸碰撞力,提取螺母振動、滾珠對返向器的撞擊力等時域數據作為后續(xù)振動響應分析及噪聲聲壓級預測的基礎條件。2.簡要分析滾珠絲杠副振動模型的常用構建方法,比較各方法的優(yōu)缺點,在此基礎之上,提出較為優(yōu)越的混合法推導滾珠絲杠副系統(tǒng)的軸向與扭轉振動模型,并運用歐拉-伯努利梁理論推導絲杠的彎曲振動模型,深入理解滾珠絲杠副系統(tǒng)的振動本質。3.建立DK4012型滾珠絲杠副的有限元分析模型,精確模擬墊片的預緊效果,建立預應力場,并進行預變形條件下的模態(tài)分析。然后,將動力學仿真分析得出的滾珠撞擊力時域信號導入有限元軟件,進行螺母副的振動響應分析,作為后續(xù)噪聲聲壓預測的邊界條件。4.以滾珠絲杠副瞬態(tài)動力學分析模型為基礎,在Virtual.Lab中建立聲學有限元模型,提取瞬態(tài)動力學分析得出的振動響應時域信號,并對其進行傅里葉變換獲得頻域振動信號,作為聲學有限元的邊界條件,利用聲學有限元法,分析滾珠絲杠副外聲場的聲壓值,并進行實驗驗證。
【關鍵詞】：滾珠絲杠副 動力學仿真 振動模型 有限元分析 噪聲預測
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH132.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-21
• 1.1 課題的研究背景9-10
• 1.2 課題意義10-11
• 1.3 滾珠絲杠副簡介11-16
• 1.3.1 滾珠絲杠副的傳動原理11
• 1.3.2 滾珠絲杠副的結構11-14
• 1.3.3 滾珠絲杠副的特點14-15
• 1.3.4 滾珠絲杠副振動與噪聲產生機理15-16
• 1.4 滾珠絲杠副振動噪聲技術研究現狀16-19
• 1.4.1 振動特性研究現狀16-18
• 1.4.2 噪聲預測研究現狀18-19
• 1.5 課題的主要研究內容19-21
• 第二章 滾珠絲杠副動力學仿真與分析21-36
• 2.1 多體動力學基本方程21-23
• 2.1.1 剛體動力學基本方程21-22
• 2.1.2 柔體動力學基本方程22-23
• 2.2 滾珠絲杠副動力學模型的建立23-28
• 2.2.1 滾珠絲杠副三維建模23-24
• 2.2.2 滾珠絲杠副接觸碰撞模型建立24-28
• 2.3 滾珠撞擊返向器的一般規(guī)律28-31
• 2.3.1 滾珠運動路徑的模擬結果28-29
• 2.3.2 轉速對滾珠撞擊返向器的影響29-30
• 2.3.3 軸向載荷對滾珠撞擊返向器的影響30-31
• 2.4 螺母振動特性分析31-34
• 2.4.1 不同轉速下螺母振動特性分析31-33
• 2.4.2 預緊力對滾珠絲杠副固有振動頻率的影響33-34
• 2.5 本章小結34-36
• 第三章 滾珠絲杠副系統(tǒng)振動模型的建立36-52
• 3.1 概述36-37
• 3.1.1 振動模型的常用構建方法36-37
• 3.1.2 混合振動模型的建立37
• 3.2 軸向振動模型37-42
• 3.2.1 模型建立37-40
• 3.2.2 數值仿真40-42
• 3.3 扭轉振動模型42-46
• 3.3.1 模型建立42-44
• 3.3.2 數值仿真44-46
• 3.4 彎曲振動模型46-50
• 3.5 本章小結50-52
• 第四章 滾珠絲杠副結構預應力分析及振動響應分析52-67
• 4.1 引言52
• 4.2 滾珠絲杠副有限元模型的建立52-56
• 4.2.1 三維模型簡化52-53
• 4.2.2 網格劃分53-54
• 4.2.3 邊界條件及接觸定義54-56
• 4.3 預應力有限元分析56-58
• 4.4 預應力模態(tài)分析58-61
• 4.4.1 模態(tài)分析的基本理論58-59
• 4.4.2 滾珠絲杠副固有特性分析59-61
• 4.5 滾珠絲杠副振動響應分析61-66
• 4.5.1 振動響應分析理論基礎62-63
• 4.5.2 滾珠絲杠副振動響應分析63-66
• 4.6 本章小結66-67
• 第五章 基于Virtual.Lab的滾珠絲杠副噪聲預測及實驗驗證67-81
• 5.1 聲學基本方程及常用求解方法67-70
• 5.1.1 聲學基本方程67-69
• 5.1.2 聲學數值求解方法69-70
• 5.2 滾珠絲杠副聲學有限元模型70-73
• 5.3 滾珠絲杠副聲學量仿真結果73-76
• 5.3.1 滾珠絲杠副外表面聲壓分析結果73-74
• 5.3.2 滾珠絲杠副場點空間的聲壓分析結果74-76
• 5.4 滾珠絲杠副噪聲實驗研究76-79
• 5.4.1 實驗臺設計76-77
• 5.4.2 實驗方法77
• 5.4.3 實驗數據分析77-79
• 5.5 本章小結79-81
• 第六章 總結與展望81-83
• 6.1 全文總結81-82
• 6.2 工作展望82-83
• 參考文獻83-89
• 致謝89-90
• 攻讀碩士期間主要研究成果90-91
• 附錄A91-98
• A-1 不同轉速下滾珠撞擊返向器受力圖91-92
• A-2 不同轉速下部分滾珠撞擊返向器原始受力數據92-94
• A-3 不同載荷下部分滾珠撞擊返向器原始受力數據94
• A-4 不同轉速下螺母三方向RMS原始值94-95
• A-5 不同預緊下螺母軸向振動的頻域圖95-96
• A-6 頻域信號包絡線繪制主程序96-98
• 附錄B98-101
• B-1 軸向振動固有頻率求解程序98-99
• B-2 扭轉振動固有頻率求解程序99-101
• 附錄C101-103
• C-1 不同轉速下滾珠對返向器的撞擊力曲線101-103
• 附錄D103-106
• D-1 空間某點聲壓頻率響應曲線103-104
• D-2 不同轉速下滾珠絲杠副噪聲時域信號104-105
• D-3 不同轉速下滾珠絲杠副聲壓低頻信號105-106

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本文編號：417464