發(fā)布時(shí)間：2017-09-10 22:28

  本文關(guān)鍵詞：新型鋼絲繩彈性聯(lián)軸器設(shè)計(jì)及其彈性阻尼元件特性試驗(yàn)研究

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【摘要】：彈性聯(lián)軸器是機(jī)械傳動系統(tǒng)中一種重要的軸系連接裝置,不但能傳遞運(yùn)動和扭矩,還具有緩沖、減振和提高軸系綜合動態(tài)性能的作用,廣泛應(yīng)用于汽車、艦船、風(fēng)力發(fā)電等領(lǐng)域。目前多數(shù)彈性聯(lián)軸器由于所采用彈性元件性能的不足,在應(yīng)用過程中存在一定缺陷。如金屬彈性聯(lián)軸器成本高、隔振能力弱,非金屬彈性聯(lián)軸器強(qiáng)度低、壽命短等。為此,本文采用兩頭焊接鋼絲繩圈作為彈性單元設(shè)計(jì)了一種綜合性能優(yōu)良的新型鋼絲繩彈性聯(lián)軸器,并通過結(jié)構(gòu)和加載簡化對其鋼絲繩彈性阻尼元件進(jìn)行了動態(tài)特性試驗(yàn)研究,為該聯(lián)軸器的動態(tài)扭振特性和動力學(xué)設(shè)計(jì)及優(yōu)化打下基礎(chǔ)。本文研究主要包括以下五個(gè)方面:①根據(jù)彈性聯(lián)軸器的工作原理,采用自底向上的設(shè)計(jì)方法依次完成新型鋼絲繩彈性聯(lián)軸器的彈性元件、彈性機(jī)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),利用鋼絲繩圈兼有的金屬材料和非金屬材料的優(yōu)點(diǎn)以及承受動態(tài)徑向拉壓載荷時(shí)的非線性剛度和非線性阻尼遲滯特性,使該聯(lián)軸器具有強(qiáng)度高、疲勞壽命長、能補(bǔ)償軸系間復(fù)合位移不對中的優(yōu)點(diǎn)和寬頻帶隔振的能力。②采用空間坐標(biāo)變換理論和微分幾何原理推導(dǎo)了鋼絲繩圈中各絲中心線的方程并建立了鋼絲繩圈的三維實(shí)體模型,為聯(lián)軸器的剛度和阻尼的理論研究和靜動態(tài)仿真提供依據(jù)。③基于聯(lián)軸器的工作原理,分析鋼絲繩圈的受力情況,通過結(jié)構(gòu)和加載方式的簡化,對聯(lián)軸器彈性阻尼元件進(jìn)行了動態(tài)特性試驗(yàn)研究,從內(nèi)部結(jié)構(gòu)出發(fā)研究該聯(lián)軸器的動態(tài)扭振特性。試驗(yàn)結(jié)果表明彈性阻尼元件具有明顯的非線性剛度和非線性阻尼遲滯特性,恢復(fù)力-位移遲滯回線與加載振幅和鋼絲繩圈個(gè)數(shù)有關(guān),而與加載頻率無關(guān)。④基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)建立了一種描述聯(lián)軸器彈性阻尼元件動態(tài)特性的非線性剛度Bouc-Wen模型,并采用兩階段法對模型中各參數(shù)進(jìn)行了辨識,模型驗(yàn)證結(jié)果表明試驗(yàn)曲線與模型擬合曲線吻合很好,擬合精度較高。⑤利用所建模型預(yù)測了由彈性阻尼元件所組成的隔振系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng),通過系統(tǒng)運(yùn)動方程的建立,采用Runge-Kutta法求解得到了系統(tǒng)的響應(yīng)幅頻曲線,進(jìn)一步驗(yàn)證了彈性阻尼元件的非線性隔振特性。
【關(guān)鍵詞】：鋼絲繩 彈性聯(lián)軸器 建模 參數(shù)辨識 動態(tài)響應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH133.4
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 課題研究背景和意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 國內(nèi)外彈性聯(lián)軸器的發(fā)展與研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 鋼絲繩在彈性聯(lián)軸器上的應(yīng)用現(xiàn)狀10-11
• 1.2.3 彈性聯(lián)軸器靜動態(tài)特性研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 研究目的及內(nèi)容12-13
• 1.3.1 研究目的12-13
• 1.3.2 研究內(nèi)容13
• 1.4 小結(jié)13-14
• 2 新型鋼絲繩彈性聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)14-20
• 2.1 引言14
• 2.2 彈性聯(lián)軸器的工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)14-15
• 2.3 新型鋼絲繩彈性聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)15-19
• 2.3.1 鋼絲繩彈性元件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)15-16
• 2.3.2 彈性機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)16-18
• 2.3.3 聯(lián)軸器總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)18-19
• 2.4 小結(jié)19-20
• 3 鋼絲繩圈三維建模20-29
• 3.1 引言20
• 3.2 鋼絲繩圈三維模型建立20-28
• 3.2.1 鋼絲繩圈各絲中心線方程推導(dǎo)21-27
• 3.2.2 鋼絲繩圈三維實(shí)體建模27-28
• 3.3 小結(jié)28-29
• 4 聯(lián)軸器彈性元件動態(tài)特性試驗(yàn)研究29-45
• 4.1 引言29
• 4.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)29-34
• 4.2.1 試驗(yàn)?zāi)康?/span>29
• 4.2.2 彈性元件結(jié)構(gòu)及加載簡化29-32
• 4.2.3 試驗(yàn)系統(tǒng)和試驗(yàn)工裝設(shè)計(jì)32-33
• 4.2.4 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)33-34
• 4.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析和處理34-36
• 4.4 試驗(yàn)結(jié)果分析36-44
• 4.4.1 加載頻率f對彈性元件動態(tài)特性的影響36-40
• 4.4.2 加載振幅A對彈性元件動態(tài)特性的影響40-42
• 4.4.3 鋼絲繩圈個(gè)數(shù)n對彈性元件動態(tài)特性的影響42-44
• 4.5 小結(jié)44-45
• 5 聯(lián)軸器彈性阻尼元件動態(tài)特性建模及模型參數(shù)辨識45-60
• 5.1 引言45
• 5.2 Bouc-Wen模型簡介45-47
• 5.3 聯(lián)軸器彈性元件動態(tài)特性建模47-48
• 5.4 模型參數(shù)辨識48-52
• 5.4.1 非線性剛度系數(shù)k_(ei)和粘彈性系數(shù)k_ω的辨識48-50
• 5.4.2 遲滯參數(shù) ρ,σ, n的辨識50-52
• 5.5 模型驗(yàn)證52-54
• 5.6 動態(tài)響應(yīng)預(yù)測54-59
• 5.7 小結(jié)59-60
• 6 總結(jié)與展望60-62
• 6.1 全文總結(jié)60
• 6.2 研究展望60-62
• 致謝62-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 附錄67
• A. 作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文和專利目錄67
• B. 作者在攻讀學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目67

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本文編號：827018