本文關鍵詞：基于流固聲耦合的機械結構振動—聲輻射研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：旋轉機械是機械設備的重要部件之一。隨著科技進步及工業(yè)自動化程度的發(fā)展,旋轉機械故障診斷越來越受到重視。傳統(tǒng)的振動信號故障分析與診斷的研究已經(jīng)非常成熟,然而對于現(xiàn)代化的某些大型設備來說,利用振動信號進行分析比較困難,因此,提出了利用聲學信號進行機械設備的故障診斷。本文研究基于流固聲耦合的機械結構振動聲輻射,利用振動聲學仿真軟件ACTRAN對簡單結構振動與聲音關系進行仿真,結合仿真結果進行實驗探究,從而對機械結構振動與聲音的關系形成了理論基礎,對解決工程實際問題有一定的指導意義,并會對利用聲學進行故障診斷技術的研究產(chǎn)生積極的影響。文中對振動學及聲學基礎進行了敘述,并認真對比分析了各類壓電材料,選定PZT壓電陶瓷材料作為實驗中壓電陶瓷片的材料。通過利用聲學仿真軟件ACTRAN對簡單的球體及正方體模型的正常結構與故障結構進行仿真激勵分析,同時在半消音室中利用傳聲器陣列及信號發(fā)生器的設備體進行了實驗分析,利用壓電陶瓷片對結構體進行不同頻率的激振,利用labview軟件采集各結構體在不同激勵頻率下的振動信號和聲壓信號,同時對這些采集數(shù)據(jù)利用MATLAB軟件進行數(shù)據(jù)處理分析,經(jīng)過分析得出：當激振頻率小于240Hz時,隨著激振頻率的增大,結構體自身的聲壓及振動位移幅值在不斷減小,同時振動位移幅值與聲壓的變化呈正相關。當激振頻率大于240Hz時,隨激振頻率的增大,結構體自身的聲壓及振動位移幅值在不斷增大,而1220Hz為正方體結構的固有頻率或者為固有頻率的倍頻。在流體中,聲場的聲壓是圍繞著結構體向外進行輻射。對有裂紋(故障)的結構體進行分析得到了故障位置處的聲壓及振動幅值的變化比較明顯,而且裂紋對應的流體聲場分布的聲壓變化比較大。
【關鍵詞】：流固耦合 壓電陶瓷 激振 ACTRAN 聲振關系
【學位授予單位】：南華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH113.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 課題來源及研究意義10
• 1.2 振動聲輻射問題研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢10-11
• 1.3 結構振動聲輻射主要研究方法11-13
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容13-16
• 第二章 結構振動與聲場分析的基本理論16-26
• 2.1 引言16
• 2.2 結構振動理論基礎介紹16-19
• 2.3 聲學理論基礎介紹19-22
• 2.4 聲與結構的耦合方程22-23
• 2.5 結構振動聲輻射分析23-24
• 2.6 本章小結24-26
• 第三章 壓電材料的選擇與相關特性分析26-38
• 3.1 引言26
• 3.2 壓電材料的選型及其電特性和力學特性26-30
• 3.3 壓電材料的壓電原理30-32
• 3.4 壓電陶瓷材料的相關參數(shù)及其在結構體的工作原理32-34
• 3.5 粘貼式壓電陶瓷片對結構力學的影響34-36
• 3.6 本章小結36-38
• 第四章 基于ACTRAN的結構振動聲輻射仿真38-58
• 4.1 引言38
• 4.2 ACTRAN軟件介紹38
• 4.3 振動聲輻射的有限元/邊界元解法38-40
• 4.4 結構體振動聲輻射的仿真分析40-56
• 4.5 本章小結56-58
• 第五章 結構振動聲輻射實驗研究與結果分析58-70
• 5.1 引言58
• 5.2 實驗方案58-60
• 5.3 實驗裝置及參數(shù)60-62
• 5.4 實驗結果及分析62-67
• 5.5 本章小結67-70
• 第六章 總結與展望70-72
• 6.1 總結70-71
• 6.2 展望71-72
• 參考文獻72-76
• 附錄76-77
• 致謝77

【共引文獻】

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  本文關鍵詞：基于流固聲耦合的機械結構振動—聲輻射研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：270010