本文關(guān)鍵詞：深井式立體車庫(kù)升降平臺(tái)模態(tài)分析與振動(dòng)控制

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【摘要】：升降平臺(tái)是深井式立體車庫(kù)運(yùn)輸結(jié)構(gòu)的一部分,升降平臺(tái)的振動(dòng)對(duì)整個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)的安全性、噪聲輻射及所載車輛的安全性有很大的影響。研究升降平臺(tái)桁架的動(dòng)態(tài)特性,對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的振動(dòng)、噪聲控制以及節(jié)能方面都有重要的作用。本研究以PSC8CK-4ZT型車庫(kù)為藍(lán)本,采用有限元軟件ANSYS的模態(tài)分析功能與建立數(shù)學(xué)模型求解模態(tài)相結(jié)合的方法,運(yùn)用模態(tài)分析理論與技術(shù)來(lái)對(duì)升降平臺(tái)桁架結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析。針對(duì)升降平臺(tái)在運(yùn)行過(guò)程中存在的豎直方向的振動(dòng)和水平方向的橫向振動(dòng)問(wèn)題,提出了改進(jìn)措施并進(jìn)行了分析,得到了較好的改進(jìn)效果。具體的研究?jī)?nèi)容如下:(1)從機(jī)械振動(dòng)學(xué)的理論出發(fā),介紹單自由度系統(tǒng)與多自由度系統(tǒng)機(jī)械振動(dòng)模態(tài)分析法,并闡述了粘性阻尼對(duì)系統(tǒng)振動(dòng)的影響,以及阻尼率、損耗因子與振動(dòng)能量的關(guān)系。(2)對(duì)升降平臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,運(yùn)用機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)的基本原理與方法,把車庫(kù)升降平臺(tái)的振動(dòng)分解為齒輪齒條傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)與桁架結(jié)構(gòu)的振動(dòng)。(3)對(duì)于齒輪齒條傳動(dòng)系統(tǒng),由于齒條緊固在車庫(kù)墻壁上靜止不動(dòng),所以齒輪齒條傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)客觀表現(xiàn)為齒輪的振動(dòng)。為分析實(shí)際工況下齒輪的動(dòng)態(tài)特性,在ANSYS中對(duì)齒輪進(jìn)行模態(tài)求解。提取齒輪前6階模態(tài),并將前6階固有頻率與齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)頻率相比較,齒輪最低階固有頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)頻率,因此齒輪齒條的振動(dòng)不是由共振引起的,而是齒輪工作時(shí)自身轉(zhuǎn)動(dòng)引起的振動(dòng)。(4)液壓馬達(dá)輸出的簡(jiǎn)諧激勵(lì)力驅(qū)動(dòng)齒輪在齒條上轉(zhuǎn)動(dòng),對(duì)齒輪齒條傳動(dòng)系統(tǒng)建立動(dòng)力學(xué)模型,由于金屬剛性結(jié)構(gòu)內(nèi)部阻尼非常小,結(jié)構(gòu)鋼的能量損耗因子為-41?10,在忽略阻尼的情況下求解其振動(dòng)函數(shù)(同時(shí)不考慮齒輪齒條安裝誤差、齒距誤差的影響),并繪制客觀的時(shí)域函數(shù)圖,發(fā)現(xiàn)其穩(wěn)態(tài)振動(dòng)幅度為0.22mm,而在加阻尼材料的情況下,穩(wěn)態(tài)振動(dòng)幅度只有0.06mm。(5)利用ANYSY的模態(tài)分析功能,根據(jù)實(shí)際工況施加邊界約束條件,求解由于液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)引起的不平衡力作用下的桁架結(jié)構(gòu)的諧響應(yīng),結(jié)果顯示其水平方向累積總變形量為8.36mm,桁架水平兩端梁在工況下的振幅為0.35mm。(6)升降平臺(tái)水平橫向振動(dòng)控制依賴于與齒條接觸的剛性靠背輪機(jī)構(gòu),為減小升降平臺(tái)水平方向振動(dòng)幅度,把剛性靠背輪機(jī)構(gòu)滾輪的材料由結(jié)構(gòu)鋼改為阻尼合金,然后用ANSYS進(jìn)行仿真,較之原先的桁架水平方向累積變形量的8.36mm,桁架水平兩端梁振幅的0.35mm,具有阻尼的背輪機(jī)構(gòu)的桁架水平方向累積總變形量為1.76mm,桁架水平兩端梁的振幅為0.22mm。試驗(yàn)運(yùn)行表明,在齒輪齒條輪齒上涂阻尼材料以及把剛性背輪機(jī)構(gòu)改為有一定阻尼的背輪機(jī)構(gòu),可以有效減小升降平臺(tái)運(yùn)行過(guò)程中的振動(dòng)幅度以及振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲。
【關(guān)鍵詞】：深井式立體車庫(kù) 升降平臺(tái) 桁架結(jié)構(gòu) 模態(tài)分析 振動(dòng)控制
【學(xué)位授予單位】：南華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U491.71
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 研究的意義與目的11-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.1 深井式立體車庫(kù)研究進(jìn)展14-15
• 1.2.2 模態(tài)分析與應(yīng)用的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 研究?jī)?nèi)容及研究目標(biāo)16-17
• 1.3.1 研究?jī)?nèi)容16-17
• 1.3.2 研究目標(biāo)17
• 1.4 本論文的特色與創(chuàng)新之處17-18
• 第2章 機(jī)械振動(dòng)及其模態(tài)分析的理論基礎(chǔ)18-30
• 2.1 單自由度線性系統(tǒng)的自由振動(dòng)18-20
• 2.2 多自由度系統(tǒng)的自由振動(dòng)20-25
• 2.3 模態(tài)分析法求解系統(tǒng)的強(qiáng)迫振動(dòng)25-27
• 2.4 粘性阻尼對(duì)振動(dòng)的抑制作用27-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第3章 基于ANSYS的升降平臺(tái)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型30-54
• 3.1 ANSYS動(dòng)力學(xué)分析過(guò)程30-31
• 3.2 車庫(kù)升降系統(tǒng)簡(jiǎn)介31-33
• 3.3 傳動(dòng)齒輪動(dòng)力學(xué)分析33-43
• 3.3.1 三維模型的建立33-34
• 3.3.2 模態(tài)分析34-39
• 3.3.3 齒輪的振動(dòng)分析39-43
• 3.4 平臺(tái)桁架結(jié)構(gòu)的諧響應(yīng)分析43-52
• 3.4.1 桁架模型的建立43-46
• 3.4.2 桁架模態(tài)分析46-50
• 3.4.3 桁架振動(dòng)諧響應(yīng)分析50-52
• 3.5 本章小結(jié)52-54
• 第4章 升降平臺(tái)系統(tǒng)的振動(dòng)控制54-67
• 4.1 阻尼減振技術(shù)54-59
• 4.1.1 激振源與振動(dòng)的危害54-56
• 4.1.2 減振的途徑56
• 4.1.3 阻尼材料的應(yīng)用56-59
• 4.2 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)研究59-61
• 4.3 桁架結(jié)構(gòu)振動(dòng)研究61-65
• 4.4 本章小結(jié)65-67
• 第5章 結(jié)論與展望67-69
• 5.1 總結(jié)67
• 5.2 展望67-69
• 參考文獻(xiàn)69-74
• 攻讀碩士學(xué)位期間的科研成果74-75
• 致謝75

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