本文選題：調(diào)諧質(zhì)量阻尼器　切入點：吸振效果　出處：《中國艦船研究院》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：船用設(shè)備的低頻振動控制一直是振動控制中的一個難點,雖然設(shè)備的低頻振動經(jīng)過隔振系統(tǒng)后會有部分衰減,但是其主要激勵頻率的振動仍然存在,所以控制船用設(shè)備低頻振動的首要問題是控制低頻段主要激勵頻率的振動。船用設(shè)備低頻振動的主要激勵頻率是軸頻與倍頻。吸振是一種有效地控制機電設(shè)備低頻振動的技術(shù),其在工程中的應(yīng)用形式主要是調(diào)諧質(zhì)量阻尼器(Tuned Mass Dampers,i.e.TMD)。TMD是一個由質(zhì)量塊,彈簧和阻尼器組成的振蕩系統(tǒng),工作機理是通過質(zhì)量塊與彈簧用來提供慣性力,以此來控制被控結(jié)構(gòu)的振動。本論文設(shè)計一套陸上模擬裝置并用其模擬船用設(shè)備,以降低模擬裝置的低頻振動為目標(biāo),設(shè)計了兩種結(jié)構(gòu)形式的TMD原理樣機,并應(yīng)用TMD控制模擬裝置的主要激勵頻率的振動,通過理論計算分析,并結(jié)合大量的試驗進行綜合對比驗證,研究了質(zhì)量比、頻率、阻尼比以及安裝位置對吸振效果與魯棒性的影響。最終設(shè)計了一種滿足工程交付使用的環(huán)形TMD,用于解決壓縮機機組軸頻振動超標(biāo)問題。主要研究內(nèi)容及成果如下:1.分析艦船設(shè)備低頻振動特性,設(shè)計一套陸上模擬裝置,用其模擬艦船設(shè)備的低頻振動特性,該裝置由工作機組、隔振系統(tǒng)等組成。工作機組選用調(diào)頻電機,隔振系統(tǒng)包含一套單層隔振系統(tǒng),為了研究模態(tài)頻率對吸振效果與魯棒性的影響,陸上模擬裝置在設(shè)計時,使其第一階彈性體模態(tài)頻率接近或遠離激勵頻率。2.應(yīng)用多剛體動力學(xué)分析方法,研究了質(zhì)量比、阻尼比、TMD頻率對吸振效果與魯棒性的影響,并在此基礎(chǔ)上以陸上模擬裝置為研究對象,應(yīng)用諧響應(yīng)分析重點研究安裝位置對吸振效果與魯棒性的影響,并且驗證質(zhì)量比、阻尼比以及TMD頻率對吸振效果與魯棒性的影響。研究表明,安裝位置與布置方式對吸振效果有顯著的影響;增大質(zhì)量比,減小阻尼比均能增加吸振效果與魯棒性,而TMD頻率的偏移僅影響激勵頻率處的吸振效果。3.設(shè)計懸臂梁TMD與橡膠TMD兩種不同結(jié)構(gòu)的TMD原理樣機,應(yīng)用模態(tài)提取法計算懸臂梁TMD的有效長度以及應(yīng)用模態(tài)提取法、靜剛度法方法估算橡膠TMD的橡膠硬度。通過與試驗實測值進行對比可知:應(yīng)用模態(tài)法可以準(zhǔn)確的估算懸臂梁TMD有效長度;模態(tài)法與靜剛度法均可以準(zhǔn)確地估算橡膠TMD的橡膠硬度,并且以兩種計算方法估算的橡膠硬度的平均值作為試投硬度與實際硬度的誤差更小。4.應(yīng)用陸上模擬裝置進行TMD試驗分析,并與理論分析結(jié)果進行對比,研究表明,安裝位置與TMD布置方式對吸振效果均有顯著地影響,最佳安裝位置的選取不僅與振動加速度響應(yīng)、傳遞路徑有關(guān),安裝位置的局部模態(tài)對吸振效果也有影響;TMD頻率對吸振效果有顯著地影響;增加質(zhì)量比與減小阻尼比均會使得吸振效果與魯棒性逐漸增大;當(dāng)控制多個激勵頻率的振動時,可以針對不同頻率安裝TMD進行振動控制;當(dāng)主系統(tǒng)安裝TMD后,低頻隔振效果會變好,從而全頻段隔振效果會變好。5.借鑒兩種TMD原理樣機的特點,考慮到機組的實際工作環(huán)境與可靠性的要求,設(shè)計了一種滿足工程交付使用的環(huán)形TMD,并應(yīng)用其解決了壓縮機機組軸頻振動超標(biāo)的問題。通過以上工作,總結(jié)了一套TMD設(shè)計方法與配機調(diào)試的工程方法,對應(yīng)用TMD控制船用設(shè)備的低頻振動具有一定的工程指導(dǎo)意義。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：中國艦船研究院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U661.44;U674.70

【參考文獻】

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