本文關(guān)鍵詞：船用齒輪箱結(jié)構(gòu)—聲耦合分析及減振降噪效果研究

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【摘要】：齒輪箱作為大型機(jī)械裝備的重要功能部件,其性能的優(yōu)劣直接影響機(jī)械裝備的效率和可靠性,高速重載齒輪傳動(dòng)帶來的振動(dòng)噪聲更是直接制約著高性能國防裝備的發(fā)展。因此,開展齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的減振降噪方法研究,已成為當(dāng)前齒輪箱制造業(yè)極其重要的工作任務(wù)之一。論文來源于國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目,以正車工況下的船用齒輪箱為研究對(duì)象,圍繞齒輪箱的減振降噪問題,開展齒輪箱結(jié)合部參數(shù)識(shí)別、齒輪副內(nèi)部激勵(lì)模擬、齒輪副傳動(dòng)誤差優(yōu)化、結(jié)構(gòu)-聲耦合噪聲預(yù)估及多頻多點(diǎn)聲學(xué)優(yōu)化方法研究。論文的主要研究工作如下:①在LMS Motion模塊中,基于ISO算法計(jì)算得出齒輪副的時(shí)變嚙合剛度,基于解析式計(jì)算嚙合阻尼;采用集中參數(shù)法,建立齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)微分方程,推導(dǎo)系統(tǒng)的動(dòng)剛度矩陣,結(jié)合模態(tài)試驗(yàn)所得的頻響函數(shù)矩陣,在Matlab中采用最小二乘法求解得出軸承支撐剛度和支撐阻尼;以識(shí)別所得結(jié)合部參數(shù)建立齒輪箱模態(tài)分析模型,仿真計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好,驗(yàn)證了識(shí)別方法的準(zhǔn)確性。②在Romax中,建立齒輪箱軸系的靜力分析模型,計(jì)算各級(jí)齒輪副的單齒嚙合剛度及傳動(dòng)誤差,合成內(nèi)部激勵(lì);借助Ansys軟件,采用模態(tài)疊加法計(jì)算齒輪系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。通過基于Romax遺傳算法的傳動(dòng)誤差優(yōu)化,減小了內(nèi)部動(dòng)態(tài)激勵(lì),有效降低了齒輪箱的振動(dòng)響應(yīng)。③在LMS Motion模塊中,建立齒輪系統(tǒng)剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)模型,求解軸承支反力,以此為結(jié)構(gòu)-聲耦合的邊界條件,在Acoustic模塊中建立包含結(jié)構(gòu)網(wǎng)格、聲學(xué)網(wǎng)格和場(chǎng)點(diǎn)網(wǎng)格的聲振耦合邊界元模型,求得齒輪箱表面和場(chǎng)點(diǎn)聲壓,與實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)比表明齒輪箱結(jié)構(gòu)-聲耦合分析方法的合理性。④在LMS Optimization模塊中,以齒輪箱箱體壁厚為設(shè)計(jì)變量,箱體質(zhì)量為約束條件,多場(chǎng)點(diǎn)多頻段聲壓最小為目標(biāo)函數(shù),構(gòu)建了聲學(xué)優(yōu)化模型,采用正態(tài)邊界交匯多目標(biāo)優(yōu)化算法求解優(yōu)化模型,得到一組最佳設(shè)計(jì)變量;將優(yōu)化參數(shù)圓整后進(jìn)行齒輪箱結(jié)構(gòu)-聲耦合重分析,與優(yōu)化前對(duì)比得出,降噪效果良好。
【關(guān)鍵詞】：船用齒輪箱 參數(shù)識(shí)別 傳動(dòng)誤差優(yōu)化 噪聲預(yù)估 聲學(xué)優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U661.44;U664.3
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 課題的研究意義8
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-12
• 1.2.1 齒輪系統(tǒng)結(jié)合部參數(shù)識(shí)別研究8-10
• 1.2.2 齒輪系統(tǒng)輻射噪聲研究10-11
• 1.2.3 齒輪系統(tǒng)減振降噪效果研究11-12
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容12-14
• 2 船用齒輪箱結(jié)合部參數(shù)識(shí)別研究14-28
• 2.1 引言14
• 2.2 試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析方法理論14-16
• 2.3 船用齒輪箱結(jié)合部參數(shù)識(shí)別與求解16-23
• 2.3.1 齒輪副時(shí)變嚙合剛度和嚙合阻尼識(shí)別16-18
• 2.3.2 齒輪系統(tǒng)軸承支撐剛度和阻尼識(shí)別18-23
• 2.4 船用齒輪箱模態(tài)分析及試驗(yàn)驗(yàn)證23-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 3 船用齒輪箱振動(dòng)特性分析及減振效果研究28-54
• 3.1 引言28
• 3.2 船用齒輪箱內(nèi)部載荷激勵(lì)探究28-33
• 3.2.1 齒輪副時(shí)變嚙合剛度及傳動(dòng)誤差分析29-33
• 3.2.2 齒輪副內(nèi)部激勵(lì)合成33
• 3.3 船用齒輪箱動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析33-41
• 3.4 船用齒輪箱減振效果研究41-50
• 3.4.1 齒輪副傳動(dòng)誤差優(yōu)化分析41-45
• 3.4.2 齒輪系統(tǒng)降噪效果研究45-50
• 3.5 船用齒輪箱振動(dòng)測(cè)試與分析50-52
• 3.6 本章小結(jié)52-54
• 4 船用齒輪箱結(jié)構(gòu)—聲耦合噪聲預(yù)估54-70
• 4.1 引言54
• 4.2 耦合聲學(xué)邊界元54-57
• 4.2.1 聲場(chǎng)邊界條件54-55
• 4.2.2 耦合聲學(xué)邊界元法理論基礎(chǔ)55-57
• 4.3 船用齒輪箱剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)分析57-61
• 4.4 船用齒輪箱輻射噪聲預(yù)估61-66
• 4.4.1 箱體表面聲壓預(yù)估62-63
• 4.4.2 外聲場(chǎng)輻射噪聲計(jì)算63-66
• 4.5 船用齒輪箱輻射噪聲測(cè)試66-68
• 4.6 本章小結(jié)68-70
• 5 船用齒輪箱聲學(xué)優(yōu)化及降噪效果研究70-78
• 5.1 引言70
• 5.2 響應(yīng)面法和正態(tài)邊界交匯多目標(biāo)優(yōu)化算法70-72
• 5.3 船用齒輪箱聲學(xué)優(yōu)化分析模型72-73
• 5.4 船用齒輪箱聲學(xué)優(yōu)化及降噪效果73-76
• 5.4.1 齒輪箱聲學(xué)優(yōu)化計(jì)算73-75
• 5.4.2 船用齒輪箱降噪效果研究75-76
• 5.5 本章小結(jié)76-78
• 6 結(jié)論與展望78-80
• 6.1 結(jié)論78
• 6.2 展望78-80
• 致謝80-82
• 參考文獻(xiàn)82-88
• 附錄88
• A. 作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄88
• B. 作者在攻讀學(xué)位期間申請(qǐng)的軟件著作權(quán)目錄88
• C. 作者在攻讀學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目目錄88
• D. 作者在攻讀學(xué)位期間獲得的獎(jiǎng)勵(lì)88

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