本文關(guān)鍵詞：基于工況傳遞路徑分析的縫紉式訂標機振動研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展對包裝機械的工作平穩(wěn)性和安全性提出了更高的要求。目前國內(nèi)的縫紉式訂標機在振動控制方面存在著明顯的不足。為了理清訂標機振動現(xiàn)象的形成機理,本文基于工況傳遞路徑分析方法(Operational Transfer Path Analysis,OPA或OPTA)對訂標機振動信號進行了測試與分析,結(jié)合模態(tài)分析、動力學(xué)仿真等分析手段對訂標機的振動機理進行研究,在提升訂標機振動控制性能方面具有較大的參考價值。首先對訂標機的機械系統(tǒng)及其振動特性作了初步探究,為后續(xù)對機械系統(tǒng)的工況傳遞路徑分析打下了基礎(chǔ)。對訂標機的機械系統(tǒng)進行了介紹,并分析了主要運動機構(gòu)對機械系統(tǒng)可能存在的激勵方式。為研究機架對訂標機機械系統(tǒng)振動的影響,結(jié)合有限元仿真和測試的方法對訂標機機架進行了模態(tài)分析。模態(tài)分析結(jié)果表明,機架結(jié)構(gòu)第一階固有頻率在121Hz,機架結(jié)構(gòu)不易引起機械系統(tǒng)的整體共振。對整機25個測點振動信號的頻譜分析表明,電機轉(zhuǎn)速360r/min工況下各測點的振動加速度峰值集中在電機轉(zhuǎn)頻6Hz及其倍頻附近,反映出機械系統(tǒng)內(nèi)部存在運動部件的周期性激勵;而對各測點振動速度有效值的分析確定了測點A2的X方向以及測點A21的Z方向的振動較劇烈,且測點位置具有一定的典型性,被作為OPA模型的系統(tǒng)輸出作進一步研究。對OPA理論作了介紹,并闡明了其不足之處以及現(xiàn)有的改進方法。結(jié)合訂標機振源輸入信號互相耦合嚴重的特點,對工況傳遞路徑分析方法作了兩方面改進:引入了偏相干理論改進的重相干分析方法,使改進后的重相干分析方法適用于訂標機傳遞路徑遺漏問題的檢驗;引入了一種利用頻響函數(shù)矩陣去除輸入信號相關(guān)性的處理方法。分別以目標點A2的X方向、A21的Z方向振動作為系統(tǒng)輸出,建立了OPA(A)、OPA(B)兩個OPA模型。利用改進后的重相干分析法對兩個模型進行檢驗,發(fā)現(xiàn)測點1、2、3的X、Z方向所組成的六輸入模型在0-50Hz范圍內(nèi)能夠較準確地描述訂標機的真實系統(tǒng);對系統(tǒng)輸入點的工況數(shù)據(jù)進行了去相關(guān)處理,經(jīng)對比發(fā)現(xiàn),去相關(guān)處理后的OPA模型與真實系統(tǒng)之間的誤差得到了降低。對OPA(A)、OPA(B)兩個模型進行了分析,分析結(jié)果表明:對于OPA(A)模型,激勵源為縫線機構(gòu)的路徑1X因路徑輸入振幅及傳遞率都較大,在各主要頻率處對目標點A2的X方向振動的有效貢獻量最大;對于OPA(B)模型,激勵源為電機的路徑2Z對A21點Z方向的振動貢獻最大。基于分析結(jié)果,分別從減少振動輸入和降低傳遞率兩個角度探討了減少目標振動輸出的方法。最后,基于ADAMS對縫線機構(gòu)的動力學(xué)性能進行了仿真分析,通過替換輕質(zhì)材料及優(yōu)化凸輪輪廓的方法對結(jié)構(gòu)進行了改善,仿真結(jié)果表明,兩種方法能夠在一定程度上減少機構(gòu)對訂標機機械系統(tǒng)的激勵載荷。課題的創(chuàng)新點在于:將OPA方法應(yīng)用于訂標機的振動研究,并結(jié)合模態(tài)分析、動力學(xué)仿真等分析手段,使對訂標機振動現(xiàn)象形成機理的分析更加全面、準確,能夠為訂標機的結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供實際的工程參考價值;引入偏相干理論改進的重相干系數(shù)檢驗方法,以及工況數(shù)據(jù)去相關(guān)技術(shù),對工況傳遞路徑分析方法進行了改進。
【關(guān)鍵詞】：機械振動 信號測試 工況傳遞路徑 重相干 模態(tài)分析
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB486
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 緒論9-14
• 1.1 課題背景與意義9
• 1.2 機械振動9-11
• 1.2.1 振動基礎(chǔ)9-10
• 1.2.2 機械系統(tǒng)振動問題常用研究方法10-11
• 1.3 傳遞路徑分析及其研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3.1 傳遞路徑分析11
• 1.3.2 傳遞路徑分析方法研究現(xiàn)狀11-12
• 1.4 主要研究內(nèi)容12-13
• 1.5 本章小結(jié)13-14
• 第二章 訂標機機械系統(tǒng)及振動特性14-35
• 2.1 訂標機機械系統(tǒng)14-20
• 2.2 訂標機機架的模態(tài)分析20-27
• 2.2.1 模態(tài)分析理論20-21
• 2.2.2 縫紉式訂標機機架有限元模態(tài)分析21-23
• 2.2.3 縫紉式訂標機試驗?zāi)B(tài)分析23-26
• 2.2.4 模態(tài)測試結(jié)果分析26-27
• 2.3 整機振動信號測試及分析27-33
• 2.3.1 振動測試基礎(chǔ)27-28
• 2.3.2 信號分析基礎(chǔ)28-29
• 2.3.3 振動信號測試方案29-31
• 2.3.4 測試信號分析31-33
• 2.4 本章小節(jié)33-35
• 第三章 工況傳遞路徑分析及其改進方法35-49
• 3.1 工況傳遞路徑分析35-39
• 3.1.1 傳統(tǒng)傳遞路徑分析方法35-37
• 3.1.2 工況傳遞路徑分析37-38
• 3.1.3 工況傳遞路徑分析方法現(xiàn)有改進方法38-39
• 3.2 改進的重相干分析方法39-43
• 3.2.1 相干理論概述39-42
• 3.2.2 基于偏相干理論的重相干函數(shù)42-43
• 3.3 輸入信號耦合問題的改善方法43-48
• 3.3.1 OPA輸入信號現(xiàn)有去相關(guān)方法43-44
• 3.3.2 基于頻響函數(shù)矩陣的OPA輸入去相關(guān)方法44-48
• 3.4 本章小結(jié)48-49
• 第四章 工況傳遞路徑分析模型的建立及檢驗49-65
• 4.1 OPA模型的建立及路徑遺漏檢驗49-57
• 4.1.1 訂標機OPA模型的建立49-51
• 4.1.2 訂標機OPA模型的路徑遺漏檢驗方案51
• 4.1.3 OPA（A）模型建立及路徑遺漏檢驗51-55
• 4.1.4 OPA（B）模型建立及路徑遺漏檢驗55-57
• 4.2 工況數(shù)據(jù)去相關(guān)處理57-60
• 4.2.1 頻響函數(shù)矩陣的構(gòu)建57-58
• 4.2.2 工況數(shù)據(jù)的采集58-59
• 4.2.3 工況數(shù)據(jù)去相關(guān)結(jié)果59-60
• 4.3 工況數(shù)據(jù)的OPA分析結(jié)果驗證60-63
• 4.4 本章小結(jié)63-65
• 第五章 基于OPA方法的訂標機振動分析65-82
• 5.1 OPA（A）模型分析結(jié)果65-70
• 5.1.1 目標點A2各階次振動幅值分析65-66
• 5.1.2 OPA（A）模型各路徑傳遞率66-67
• 5.1.3 OPA（A）模型各路徑貢獻量67-70
• 5.2 OPA（B）模型分析結(jié)果70-73
• 5.2.1 目標點A21各階次振動幅值分析70-71
• 5.2.2 OPA（B）模型各路徑傳遞率71-72
• 5.2.3 OPA（B）模型各路徑貢獻量72-73
• 5.3 OPA模型分析結(jié)論73-75
• 5.3.1 OPA（A）模型74
• 5.3.2 OPA（B）模型74
• 5.3.3 綜合分析74-75
• 5.4 縫線機構(gòu)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化75-81
• 5.4.1 縫線機構(gòu)原機構(gòu)ADAMS建模及動力學(xué)仿真76-77
• 5.4.2 縫線機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計77-81
• 5.5 本章小結(jié)81-82
• 第六章 總結(jié)與展望82-84
• 6.1 主要結(jié)論82-83
• 6.2 創(chuàng)新點83
• 6.3 不足與展望83-84
• 致謝84-85
• 參考文獻85-88
• 附錄A: 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文88-89
• 附錄B: 第二章部分試驗結(jié)果89-92
• 附錄C: 第五章部分仿真結(jié)果92-93

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本文編號：452171