在動力機械工程領域中,動態(tài)響應優(yōu)化一直是重要的研究方向,動力機械結構的動態(tài)響應分析能夠真實反映動力機械的運動狀態(tài)。由于動力機械系統(tǒng)結構復雜,系統(tǒng)動力學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械系統(tǒng)動態(tài)響應分析和優(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)響應進行插值。雖然等幾何分析法已經(jīng)應用于許多領域,但是在動力機械系統(tǒng)的動態(tài)響應分析優(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行動力機械系統(tǒng)的動態(tài)響應分析和優(yōu)化。首先將等幾何分析與模態(tài)疊加法結合進行動力機械系統(tǒng)動態(tài)響應分析,利用模態(tài)疊加法解耦動力學方程組,基于等幾何分析法對獨立的單自由度動態(tài)響應進行分析,將所有自由度的動態(tài)響應疊加起來,最終獲得了動力機械系統(tǒng)的動態(tài)響應。其次,采用等幾何分析法直接對動力機械系統(tǒng)動力學方程組進行分析,并與關鍵點法、GLL點法以及等距離法結合分別處理約束條件,通過引入人工設計變量進行動力機械系統(tǒng)動態(tài)響應優(yōu)化。針對動力機械系統(tǒng)的動態(tài)響應問題,提出將一般的結構動力學控制方程組從物理坐標轉換到模態(tài)坐標,使得結構動力... 

【文章來源】：中北大學山西省

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

（b）是NURBS基函數(shù)的曲

中北大學學位論文43圖3.13軸系當量系統(tǒng)圖通過對柴油機-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)點位置和臨界轉速，強迫振動下各個質量點的振幅、軸段扭矩、軸段附加應力，分析并評估動力傳動系統(tǒng)在工作轉速內軸系運行的可靠性。柴油機作動力系統(tǒng)，泵站負載功率1780kW，工作轉速為1500-1600r/min。為滿足泵站的動力需求，對柴油機做如下改進：去除柴油機彈性聯(lián)軸節(jié)，柴油機錐體飛輪和水泵聯(lián)軸器螺栓連接，柴油機工作轉速為1500-1600r/min。動力傳動系統(tǒng)結構簡圖如圖3.14所示。3.14動力傳動系統(tǒng)結構簡圖由于配置了大轉動慣量水泵，必將影響系統(tǒng)的振動特性，故需重新調整振動當量模型，對動力傳動系統(tǒng)進行振動計算，以評價軸系振動特性。

中北大學學位論文45圖3.15振動當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量集中點。轉動慣量為飛輪、泵聯(lián)軸器和泵轉動慣量之和。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的阻尼；如減振器、發(fā)動機阻尼、泵阻尼；特殊的彈性阻尼元件，如、聯(lián)軸器；當軸系中有比較大的阻尼元件時，材料內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)動機阻尼、泵阻尼，計算方法依據(jù)經(jīng)驗公式。（1）柴油機阻尼系數(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為計算工況轉速，r/min，en額定工況對應轉速，1600r/min，eN額定功率，1360kW。

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[7]適合等幾何分析的參數(shù)化算法研究[D]. 肖世偉.中國科學技術大學 2018
[8]瞬態(tài)熱傳導問題的等幾何分析法[D]. 張晶.大連理工大學 2018
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本文編號：3607012