本文關(guān)鍵詞：多層波紋鋼板隔振器力學(xué)性能仿真及實驗研究

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【摘要】：研究表明,船體振動是引起船舶零部件失效的主要原因之一,而動力系統(tǒng)對船體振動的影響最為顯著,因此對動力系統(tǒng)進行振動控制顯得尤為迫切。多層波紋鋼板隔振器是一種具有干摩擦特性的金屬隔振器,而且具有結(jié)構(gòu)簡單、傳遞率低、承載能力高、隔振效果顯著等特點,適合船舶發(fā)動機的隔振。本文在中船重工703研究所某項目基金的支持下,對承受單向軸向載荷的多層波紋鋼板隔振器的力學(xué)性能進行了仿真及實驗研究,得到了不同結(jié)構(gòu)參數(shù)下隔振器的性能參數(shù),證明了將多層波紋鋼板隔振器應(yīng)用于船艦動力系統(tǒng)進行隔振的可行性。本文設(shè)計了不同波紋類型的鋼板,制定了其壓制、熱處理工藝,制備了多層波紋鋼板隔振器,并對其進行力學(xué)分析,推導(dǎo)出不同類型波紋鋼板隔振器能耗系數(shù)的數(shù)學(xué)表達式。對隔振器進行靜態(tài)試驗研究,獲得了不同位移下各結(jié)構(gòu)參數(shù)隔振器的遲滯回線,根據(jù)遲滯回線研究了鋼板厚度、波紋類型、鋼板層數(shù)對隔振器剛度、阻尼特性的影響,探討了多層鋼板隔振器的靜力學(xué)特性。將能耗系數(shù)的理論值與實驗值相對比,得到修正的能耗系數(shù)表達式。通過對多層波紋鋼板隔振器進行動力學(xué)試驗,研究了結(jié)構(gòu)參數(shù)及所施加的試驗量級對其隔振特性的影響。隔振器的動態(tài)試驗分為正弦掃頻和隨機激勵試驗,通過正弦掃頻試驗獲得了隔振器的頻響曲線,求得了隔振器在正弦加速度激勵下的共振頻率和傳遞率;通過隨機振動試驗得到了隔振器的功率譜密度曲線,求得了隔振器的均方根加速度響應(yīng)、隔振效率以及隨機振動下的共振頻率等。動態(tài)實驗分析了各影響參數(shù)下隔振器的動力學(xué)特性。利用有限元對不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的多層波紋鋼板隔振器的力學(xué)性能進行了靜力學(xué)仿真、瞬態(tài)仿真、模態(tài)仿真以及諧響應(yīng)仿真。靜力學(xué)仿真分析了隔振器的靜力學(xué)特性,研究隔振器的靜剛度以及等效應(yīng)力、應(yīng)變圖;瞬態(tài)動力學(xué)仿真分析了隔振器在隨時間變化的載荷作用下的響應(yīng),得到了隔振器的能耗系數(shù)以及鋼板層與層之間的接觸狀態(tài)等;模態(tài)仿真分析了隔振器的固有頻率及其所對應(yīng)的振型;諧響應(yīng)仿真分析了隔振器在正弦激勵下的響應(yīng),確定了峰值響應(yīng)。將仿真分析結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)相對比,得到較好的一致性,為多層波紋鋼板隔振器在船舶動力系統(tǒng)中的應(yīng)用提供了依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：波紋鋼板隔振器 力學(xué)性能 動靜態(tài)實驗研究 仿真分析
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB535.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題來源及研究的背景和意義10-11
• 1.2 多層波紋鋼板隔振器的性能試驗研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 國外多層波紋鋼板隔振器性能試驗研究11-12
• 1.2.2 國內(nèi)多層波紋鋼板隔振器性能試驗研究12-14
• 1.3 多層波紋鋼板隔振器的仿真研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.1 多層鋼板間接觸問題的仿真分析14
• 1.3.2 多層波紋鋼板隔振器的仿真分析14-15
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容15-17
• 第2章 多層波紋鋼板隔振器的設(shè)計及制備17-24
• 2.1 引言17
• 2.2 多層波紋鋼板的設(shè)計17-20
• 2.2.1 鋼板材料及結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇17
• 2.2.2 波紋形狀的分析與設(shè)計17-19
• 2.2.3 鋼板層疊裝配方式的選擇19
• 2.2.4 毛坯尺寸計算19-20
• 2.3 隔振器殼體和模具的設(shè)計制備20-21
• 2.3.1 殼體的設(shè)計及制備20
• 2.3.2 模具的設(shè)計及制備20-21
• 2.4 多層波紋鋼板隔振器鋼板的制備21-22
• 2.5 多層波紋鋼板隔振器的組裝成型22-23
• 2.6 本章小結(jié)23-24
• 第3章 多層波紋鋼板隔振器的靜力學(xué)特性分析24-40
• 3.1 引言24
• 3.2 多層波紋鋼板隔振器能耗系數(shù)的理論計算24-30
• 3.2.1 波紋曲線為圓弧的隔振器能耗系數(shù)的計算24-27
• 3.2.2 波紋曲線為余弦的隔振器能耗系數(shù)的計算27-30
• 3.3 靜力學(xué)試驗研究30-38
• 3.3.1 靜力學(xué)試驗裝置及試驗步驟30-31
• 3.3.2 多層波紋鋼板隔振器的遲滯特性31-34
• 3.3.3 多層波紋鋼板隔振器的剛度特性34-36
• 3.3.4 多層波紋鋼板隔振器的阻尼特性36-38
• 3.4 能耗系數(shù)理論值與試驗值對比分析38-39
• 3.5 本章小結(jié)39-40
• 第4章 多層波紋鋼板隔振器的動力學(xué)特性分析40-57
• 4.1 引言40
• 4.2 動態(tài)試驗裝置及試驗步驟40-41
• 4.3 正弦掃頻試驗下多層鋼板隔振器的動態(tài)特性分析41-49
• 4.3.1 正弦掃頻試驗下特性參數(shù)分析42
• 4.3.2 多層波紋鋼板隔振器的頻率響應(yīng)曲線42-44
• 4.3.3 多層波紋鋼板隔振器的共振頻率44-46
• 4.3.4 多層波紋鋼板隔振器的傳遞率46-49
• 4.3.5 多層波紋鋼板隔振器的阻尼比49
• 4.4 隨機激勵試驗下多層鋼板隔振器的動態(tài)特性分析49-56
• 4.4.1 隨機激勵試驗下特性參數(shù)分析50-51
• 4.4.2 多層波紋鋼板隔振器的功率譜密度輸出曲線51-52
• 4.4.3 多層波紋鋼板隔振器的均方根加速度響應(yīng)52-53
• 4.4.4 多層波紋鋼板隔振器的隔振效率53-54
• 4.4.5 多層波紋鋼板隔振器的共振頻率54-56
• 4.5 本章小結(jié)56-57
• 第5章 多層波紋鋼板隔振器性能仿真分析57-76
• 5.1 引言57
• 5.2 多層波紋鋼板隔振器的三維建模及仿真設(shè)置57-60
• 5.3 多層波紋鋼板隔振器仿真結(jié)果分析60-74
• 5.3.1 多層波紋鋼板隔振器的結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析60-64
• 5.3.2 多層波紋鋼板隔振器的瞬態(tài)分析64-69
• 5.3.3 多層波紋鋼板隔振器的模態(tài)分析69-71
• 5.3.4 多層波紋鋼板隔振器的諧響應(yīng)分析71-74
• 5.4 仿真與試驗對比及誤差分析74-75
• 5.5 本章小結(jié)75-76
• 結(jié)論76-77
• 參考文獻77-82
• 附錄A82-85
• 附錄B85-88
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文88-90
• 致謝90

【參考文獻】

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本文編號：826135