本文關鍵詞：耳型消音縫金剛石圓鋸片振動與聲輻射特性研究

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【摘要】：金剛石圓鋸片大量應用于大理石、花崗石、混凝土等硬脆材料加工。金剛石圓鋸片正向薄型化方向發(fā)展,鋸片徑厚比值普遍超過200,工作中易產(chǎn)生軸向振動并輻射噪聲。研究表明在金剛石圓鋸片上開消音縫可有效抑振降噪,因此本文針對加工耳型消音縫金剛石圓鋸片基體的振動與聲輻射特性進行研究,為增強圓鋸片制造企業(yè)主動設計理念具有重要的現(xiàn)實意義。FEM/BEM聯(lián)合數(shù)值模擬對金剛石圓鋸片進行振動與聲輻射研究。計算金剛石圓鋸片模態(tài)并進行模態(tài)實驗,選擇模態(tài)疊加法求解金剛石圓鋸片振動速度響應,將金剛石圓鋸片的振動速度響應映射到邊界元網(wǎng)格,采用邊界元法對金剛石圓鋸片進行聲場計算,為最終金剛石圓鋸片的主動設計奠定基礎；對耳型消音縫金剛石圓鋸片結(jié)構進行多目標優(yōu)化,通過FEM/BEM聯(lián)合仿真分析對優(yōu)化方案進行聲場驗算,提出一種振動特性分析—多目標優(yōu)化—聲場驗算確定低噪金剛石圓鋸片結(jié)構方案的主動設計方法。研究表明：(1)金剛石圓鋸片有密集的模態(tài),對振動的貢獻量軸向模態(tài)徑向模態(tài)周向模態(tài),建立金剛石圓鋸片有限元模型,通過模態(tài)實驗驗證金剛石圓鋸片數(shù)值模擬分析的正確性,表明實驗測試與數(shù)值模擬的可靠性；(2)將完整金剛石圓鋸片與耳型消音縫金剛石圓鋸片對比分析知,金剛石圓鋸片上開耳型消音縫實現(xiàn)減振降噪原因在于：噪聲輻射面積大的整體振型被噪聲輻射面積小的局部振型取代；(3)將多目標優(yōu)化應用于耳型消音縫金剛石圓鋸片綜合優(yōu)化設計中,獲取3種優(yōu)化方案,3種優(yōu)化方案剛性得到提高,鋸切過程的變形量均比初始結(jié)構減��；(4)3種優(yōu)化方案的聲輻射最顯著頻率區(qū)段均為1250Hz-2000Hz,該頻段內(nèi)模態(tài)振型較復雜,顯著模態(tài)多為節(jié)圓節(jié)徑模態(tài),耳型消音縫開在節(jié)圓位置對振動模態(tài)起到撕裂作用,更利于降噪。本文從頻域與時域相結(jié)合的角度研究了金剛石圓鋸片的振動與聲輻射特性,為進一步研究金剛石圓鋸片振動及其引發(fā)的噪聲提供了一定的理論依據(jù),引入多目標優(yōu)化方法則為金剛石圓鋸片的主動設計提供參考。
【關鍵詞】：金剛石圓鋸片 耳型消音縫 振動 聲輻射特性
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ163;TB53
【目錄】：

• 摘要11-12
• ABSTRACT12-14
• 第1章 緒論14-24
• 1.1 金剛石圓鋸片研究課題背景14-16
• 1.2 金剛石圓鋸片鋸切力研究16
• 1.3 金剛石圓鋸片的振動噪聲研究16-18
• 1.3.1 金剛石圓鋸片振動研究16-17
• 1.3.2 金剛石圓鋸片噪聲源分析17-18
• 1.4 金剛石圓鋸片減振降噪技術18-19
• 1.4.1 圓鋸片鋸切工藝參數(shù)優(yōu)化技術18
• 1.4.2 圓鋸片開槽孔和切縫降噪技術18
• 1.4.3 阻尼降噪技術18-19
• 1.5 金剛石圓鋸片的噪聲主要影響因素分析19-20
• 1.6 課題的來源與主要研究內(nèi)容20-24
• 1.6.1 課題的來源與研究意義20-21
• 1.6.2 課題的主要研究內(nèi)容21-24
• 第2章 耳型消音縫金剛石圓鋸片振動特性及實驗驗證24-40
• 2.1 金剛石圓鋸片振動特性研究24-32
• 2.1.1 金剛石圓鋸片模態(tài)仿真分析24-27
• 2.1.2 金剛石圓鋸片模態(tài)實驗驗證27-29
• 2.1.3 金剛石圓鋸片受力分析29-30
• 2.1.4 模態(tài)疊加法中的模態(tài)截斷30
• 2.1.5 金剛石圓鋸片頻響特性分析30-32
• 2.2 耳型消音縫金剛石圓鋸片振動特性研究32-38
• 2.2.1 耳型消音縫對金剛石圓鋸片模態(tài)的影響32-35
• 2.2.2 耳型消音縫對金剛石圓鋸片頻響特性的影響35-37
• 2.2.3 耳型消音縫金剛石圓鋸片減振降噪機理37-38
• 2.3 本章小結(jié)38-40
• 第3章 耳型消音縫金剛石圓鋸片結(jié)構參數(shù)優(yōu)化設計40-48
• 3.1 耳型消音縫金剛石圓鋸片優(yōu)化模型概述40-43
• 3.1.1 多目標遺傳算法的基本概念與術語40
• 3.1.2 多目標遺傳算法的基本思想40-41
• 3.1.3 耳型消音縫金剛石圓鋸片靈敏度分析41-42
• 3.1.4 耳型消音縫金剛石圓鋸片優(yōu)化數(shù)學模型42-43
• 3.2 耳型消音縫金剛石圓鋸片參數(shù)優(yōu)化43-45
• 3.2.1 耳型消音縫金剛石圓鋸片參數(shù)化模型44-45
• 3.2.2 耳型消音縫金剛石圓鋸片約束與載荷施加45
• 3.3 耳型消音縫金剛石圓鋸片最優(yōu)化求解與結(jié)果分析45-47
• 3.4 本章小結(jié)47-48
• 第4章 耳型消音縫金剛石圓鋸片聲輻射特性研究48-62
• 4.1 聲場分析理論基礎48-50
• 4.1.1 聲學基本物理量48-49
• 4.1.2 基于邊界元法的聲輻射特性計算49-50
• 4.2 耳型消音縫金剛石圓鋸片聲輻射特性50-54
• 4.2.1 耳型消音縫金剛石圓鋸片聲學模型的建立50-52
• 4.2.2 耳型消音縫金剛石圓鋸片倍頻程與輻射聲功率窄帶特性52-53
• 4.2.3 耳型消音縫金剛石圓鋸片顯著模態(tài)聲場指向性53-54
• 4.3 優(yōu)化后耳型消音縫金剛石圓鋸片聲輻射特性分析54-59
• 4.3.1 優(yōu)化后耳型消音縫金剛石圓鋸片輻射聲功率54-55
• 4.3.2 優(yōu)化后耳型消音縫金剛石圓鋸片倍頻程與輻射聲功率窄帶特性55-58
• 4.3.3 優(yōu)化后耳型消音縫金剛石圓鋸片聲場指向性58-59
• 4.4 本章小結(jié)59-62
• 結(jié)論與展望62-64
• 結(jié)論62-63
• 展望63-64
• 參考文獻64-68
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文68-70
• 致謝70-71
• 學位論文評閱及答辯情況表71

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本文編號：617197