在動力機(jī)械工程領(lǐng)域中,動態(tài)響應(yīng)優(yōu)化一直是重要的研究方向,動力機(jī)械結(jié)構(gòu)的動態(tài)響應(yīng)分析能夠真實反映動力機(jī)械的運動狀態(tài)。由于動力機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,系統(tǒng)動力學(xué)方程求解精度和求解效率方面存在問題,為了解決該問題,本文提出基于等幾何分析的動力機(jī)械系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)分析和優(yōu)化。等幾何分析法是一種非常新穎的數(shù)值計算方法,它的核心思想是利用NURBS基函數(shù)對系統(tǒng)響應(yīng)進(jìn)行插值。雖然等幾何分析法已經(jīng)應(yīng)用于許多領(lǐng)域,但是在動力機(jī)械系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)分析優(yōu)化方面發(fā)展還不是很成熟。本文主要解決如何利用等幾何分析法進(jìn)行動力機(jī)械系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)分析和優(yōu)化。首先將等幾何分析與模態(tài)疊加法結(jié)合進(jìn)行動力機(jī)械系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)分析,利用模態(tài)疊加法解耦動力學(xué)方程組,基于等幾何分析法對獨立的單自由度動態(tài)響應(yīng)進(jìn)行分析,將所有自由度的動態(tài)響應(yīng)疊加起來,最終獲得了動力機(jī)械系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)。其次,采用等幾何分析法直接對動力機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)方程組進(jìn)行分析,并與關(guān)鍵點法、GLL點法以及等距離法結(jié)合分別處理約束條件,通過引入人工設(shè)計變量進(jìn)行動力機(jī)械系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)優(yōu)化。針對動力機(jī)械系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)問題,提出將一般的結(jié)構(gòu)動力學(xué)控制方程組從物理坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到模態(tài)坐標(biāo),使得結(jié)構(gòu)動力... 

【文章來源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

（b）是NURBS基函數(shù)的曲

中北大學(xué)學(xué)位論文43圖3.13軸系當(dāng)量系統(tǒng)圖通過對柴油機(jī)-水泵動力傳動系統(tǒng)振動計算，得出動力傳動系統(tǒng)自由振動的固有頻率、相對振型、節(jié)點位置和臨界轉(zhuǎn)速，強(qiáng)迫振動下各個質(zhì)量點的振幅、軸段扭矩、軸段附加應(yīng)力，分析并評估動力傳動系統(tǒng)在工作轉(zhuǎn)速內(nèi)軸系運行的可靠性。柴油機(jī)作動力系統(tǒng)，泵站負(fù)載功率1780kW，工作轉(zhuǎn)速為1500-1600r/min。為滿足泵站的動力需求，對柴油機(jī)做如下改進(jìn)：去除柴油機(jī)彈性聯(lián)軸節(jié)，柴油機(jī)錐體飛輪和水泵聯(lián)軸器螺栓連接，柴油機(jī)工作轉(zhuǎn)速為1500-1600r/min。動力傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖如圖3.14所示。3.14動力傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖由于配置了大轉(zhuǎn)動慣量水泵，必將影響系統(tǒng)的振動特性，故需重新調(diào)整振動當(dāng)量模型，對動力傳動系統(tǒng)進(jìn)行振動計算，以評價軸系振動特性。

中北大學(xué)學(xué)位論文45圖3.15振動當(dāng)量模型由于飛輪與泵聯(lián)軸器剛性連接，可以把水泵、聯(lián)軸器和飛輪組合并為一個質(zhì)量集中點。轉(zhuǎn)動慣量為飛輪、泵聯(lián)軸器和泵轉(zhuǎn)動慣量之和。傳動系統(tǒng)中的動力傳動系統(tǒng)的阻尼主要來自于部件工作介質(zhì)的阻尼；如減振器、發(fā)動機(jī)阻尼、泵阻尼；特殊的彈性阻尼元件，如、聯(lián)軸器；當(dāng)軸系中有比較大的阻尼元件時，材料內(nèi)部軸段滯后阻尼可以忽略不計。本課題所考慮阻尼包括減振器阻尼、發(fā)動機(jī)阻尼、泵阻尼，計算方法依據(jù)經(jīng)驗公式。（1）柴油機(jī)阻尼系數(shù)計算dzCuI（3.32）式中ｕ阻尼因數(shù)，0.04，dI單位氣缸慣量，為系統(tǒng)振動頻率。（2）減振器阻尼系數(shù)為800Nms/rad。(3)泵組阻尼系數(shù)計算)/(735.0/0981.01071.136msNradNnnCeecpu（3.33）式中:cn為計算工況轉(zhuǎn)速，r/min，en額定工況對應(yīng)轉(zhuǎn)速，1600r/min，eN額定功率，1360kW。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[2]等幾何法在典型結(jié)構(gòu)力學(xué)分析中的有效性研究[D]. 常峰.山東大學(xué) 2016
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碩士論文
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[2]基于水平集方法的開口變剛度板等幾何分析與優(yōu)化[D]. 劉晨.大連理工大學(xué) 2019
[3]等幾何分析中復(fù)雜物理區(qū)域投影算子及誤差分析[D]. 胡丹丹.合肥工業(yè)大學(xué) 2019
[4]基于細(xì)分技術(shù)與邊界替換的復(fù)雜區(qū)域參數(shù)化方法研究[D]. 李博劍.杭州電子科技大學(xué) 2019
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[6]基于等幾何的變剛度層合板屈曲分析及優(yōu)化設(shè)計[D]. 袁梟桀.大連理工大學(xué) 2018
[7]適合等幾何分析的參數(shù)化算法研究[D]. 肖世偉.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2018
[8]瞬態(tài)熱傳導(dǎo)問題的等幾何分析法[D]. 張晶.大連理工大學(xué) 2018
[9]面向等幾何分析的樣條曲體插值與轉(zhuǎn)換方法研究[D]. 金遙力.杭州電子科技大學(xué) 2018
[10]適用于等幾何分析的復(fù)雜平面區(qū)域參數(shù)化構(gòu)造與優(yōu)化方法研究[D]. 舒來新.杭州電子科技大學(xué) 2018



本文編號：3607012