【摘要】：轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會產(chǎn)生振動,特別是跨臨界轉(zhuǎn)速的工況下,振動尤為明顯。這些振動會通過軸承傳遞到支承和機(jī)械結(jié)構(gòu)上,造成巨大危害。本文提出了一種新型減振環(huán)設(shè)計(jì),該裝置被安裝于軸承和支承之間,可以有效抑制通過軸和軸承傳遞到支承的振動。本文首先介紹了壓電效應(yīng)的基本理論,壓電堆疊的基本性能和壓電分流阻尼技術(shù)。設(shè)計(jì)了減振環(huán)結(jié)構(gòu)來保護(hù)壓電堆疊,避免壓電堆疊受剪力和扭矩破壞。減振環(huán)是由保護(hù)框架和壓電堆疊耦合作用的減振裝置。通過將減振環(huán)簡化為二維力學(xué)模型,推導(dǎo)了減振環(huán)的復(fù)剛度,和安裝減振環(huán)后系統(tǒng)的力傳遞率函數(shù)。根據(jù)理論模型,進(jìn)一步進(jìn)行了系統(tǒng)的有限元仿真分析,驗(yàn)證了減振環(huán)保護(hù)壓電堆疊的效果。通過有限元仿真計(jì)算了減振環(huán)系統(tǒng)中的相關(guān)參數(shù)。為后續(xù)理論模型優(yōu)化提供參數(shù)依據(jù)。本文設(shè)計(jì)了減振環(huán)系統(tǒng)減振性能評估實(shí)驗(yàn)。測試了壓電堆疊的電容等參數(shù)和減振環(huán)系統(tǒng)的力傳遞率曲線。并通過比較不同電路參數(shù)的情況,找到了設(shè)計(jì)工況下的最佳電路參數(shù)。根據(jù)有限元和實(shí)驗(yàn)測得的參數(shù),基于理論模型進(jìn)行了參數(shù)優(yōu)化方法的研究。探討了不同情況下的參數(shù)影響規(guī)律。理論模型和實(shí)驗(yàn)都證明減振環(huán)有顯著減振作用,在轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的減振領(lǐng)域有重要的研究意義。
【圖文】：

圖 1.2 所示，Atzrodt，Mayer，Melz 等[35]學(xué)者將四個(gè)壓電堆疊沿著軸承的徑向方座內(nèi)部。在壓電堆疊兩端用半球形蓋粘接，并抵住軸承。每個(gè)壓電堆疊都和外接承振動產(chǎn)生的徑向力直接傳遞給壓電堆疊，并通過分流電路轉(zhuǎn)化。并通過實(shí)驗(yàn)證用于傳動軸隔振具有明顯效果。這樣布置雖然可以使振動產(chǎn)生的力和位移直接傳極化方向，但是也產(chǎn)生了諸多問題。第一，不方便加工和安裝。在現(xiàn)實(shí)條件下，外殼內(nèi)打孔并安裝固定壓電堆疊對于外殼的厚度尺寸和外形要求很高。而且支承結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度，所以雖然起到減振效果，但是可能使結(jié)構(gòu)無法發(fā)揮正常功能和壓電堆疊在極化方向能承受較大的壓力，，但是無法承受過多的剪切力和扭矩。將承徑向布置，當(dāng)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)軸承也會出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)并使壓電堆承受剪切力和種環(huán)境下，壓電堆疊的可靠性和使用壽命很難保證。第三，這樣安裝壓電堆疊無互換性和標(biāo)準(zhǔn)化。在工程中，無法流水線加工裝配，會額外增加工時(shí)和成本。壓機(jī)身的鉆孔中，使得這樣的結(jié)構(gòu)無法在所有結(jié)構(gòu)中實(shí)施，限制了它的使用范圍。件的載荷是分布載荷，因?yàn)椴捎玫氖侵鶢顗弘姸询B，所以環(huán)繞著軸承需要布置大，通過每個(gè)壓電堆疊進(jìn)行耦合才能達(dá)到更好的效果。只有四個(gè)壓電堆疊分布在傳以產(chǎn)生一個(gè)均布的減振效果。

2.1 低壓疊堆共燒壓電陶瓷實(shí)物合結(jié)構(gòu)，一般為柱形和環(huán)形結(jié)疊堆粘接固定，再用金屬片將混合材料結(jié)構(gòu)。高壓疊堆壓電壓疊堆壓電陶瓷的實(shí)物圖。該壓 2.3 高壓疊堆壓電陶瓷性能參PZT HP N)-275 )680 3800 215 2m /N)23 7.83
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH122

【參考文獻(xiàn)】

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1 徐鑒;;振動控制研究進(jìn)展綜述[J];力學(xué)季刊;2015年04期

2 劉展翅;廖明夫;叢佩紅;王娟;王四季;石斌;李巖;;航空發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)子擠壓油膜阻尼器設(shè)計(jì)方法[J];航空動力學(xué)報(bào);2015年11期

3 尹雙;文立華;劉勇;;基于壓電分流阻尼技術(shù)的彈性環(huán)式隔振器阻尼研究[J];機(jī)械強(qiáng)度;2015年05期

4 朱福先;周金宇;孫奎洲;韓文欽;;基于有限元的深溝球軸承應(yīng)力和剛度研究[J];機(jī)床與液壓;2014年17期

5 溫建強(qiáng);章力旺;;壓電材料的研究新進(jìn)展[J];應(yīng)用聲學(xué);2013年05期

6 李明明;方勃;黃文虎;;基于壓電堆和粘彈性材料的新型整星混合隔振系統(tǒng)[J];振動與沖擊;2012年16期

7 朱彬;馬艷紅;張大義;洪杰;;金屬橡膠遲滯特性本構(gòu)模型研究[J];物理學(xué)報(bào);2012年07期

8 楊永鋒;任興民;徐斌;;國外轉(zhuǎn)子動力學(xué)研究綜述[J];機(jī)械科學(xué)與技術(shù);2011年10期

9 裴興林;劉書巖;;基于ANSYS的深溝球軸承接觸應(yīng)力有限元分析[J];新技術(shù)新工藝;2010年08期

10 王巍;楊智春;李斌;谷迎松;;兩種新型壓電作動器在振動控制中的應(yīng)用研究[J];壓電與聲光;2010年01期

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2 張晴;李全祿;梁盛德;馬晴;顧運(yùn)軍;;壓電高聚物的研究及應(yīng)用[A];第二屆全國壓電和聲波理論及器件技術(shù)研討會摘要集[C];2006年

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1 路振勇;航空發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動力學(xué)建模及非線性振動研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

2 沈輝;基于壓電材料的振動能量回收電路及其應(yīng)用研究[D];南京航空航天大學(xué);2010年

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1 曹景軍;壓電智能結(jié)構(gòu)振動半主動控制研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2016年

2 齊兵兵;復(fù)合壓電隔振器研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2015年

3 李耀光;基于壓電分流阻尼的車內(nèi)噪聲控制研究[D];重慶大學(xué);2012年

4 駱意;新型鋼絲繩隔振器設(shè)計(jì)及其特性研究[D];重慶大學(xué);2012年

5 劉汝壽;基于壓電材料的被動及半主動振動噪聲控制[D];南京航空航天大學(xué);2010年

6 趙永春;基于壓電材料的懸臂梁振動半主動控制研究[D];南京航空航天大學(xué);2009年

7 劉瑩;基于壓電元件的被動振動控制的優(yōu)化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];南京理工大學(xué);2006年

8 龐俊恒;基于壓電元件的振動被動控制技術(shù)研究[D];南京理工大學(xué);2004年

9 崔海濤;壓電智能懸臂梁的被動與主動振動控制研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2004年

本文編號：2626291