動力吸振器（Dynamic Vibration Absorber,簡稱DVA）是振動控制領域最常用、也是最有效的減振方法之一。特別是機械加工領域,當機床高速運轉時,由于外界激勵、工件表面不平整、機床各零部件老化松動等因素,總會帶來各種各樣的振動問題。因此,動力吸振器的設計與實驗研究對改善機械加工過程中的振動問題具有重要的理論和應用價值。輪轂加工機床加工的高精度、高速度、高效率與低成本,以及被加工輪轂的質量要求,是輪轂加工過程中的重中之重�，F有輪轂加工機床因加工過程中出現主軸振動過大從而導致被加工工件表面不均勻、加工精度較低的問題亟待解決。本論文在動力學的基礎上通過建模、仿真、計算、材料和結構組成的設計、加工、測量和實驗的方法,設計一款動力吸振器來改善機床主軸振動過大的問題,并搭建相對應的實驗臺,用以檢驗所設計動力吸振器的減振效果。本論文首先根據輪轂加工機床主軸的結構、尺寸和轉速等實際特性,再進一步結合振動測試結果可知機床主軸的振型和振動頻率,從而明確所設計動力吸振器的模態(tài)特性。在此基礎上對動力吸振器的材料和結構組成進行調研分析與優(yōu)化設計,最后使用ANSYS Workbench軟件對動力... 

【文章來源】：浙江工業(yè)大學浙江省

【文章頁數】：92 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

動力吸振器的分類Figure1-1.Classificationofdynamicvibrationabsorbers

簧釗胙芯坑肟?ⅲ??昀捶⒄掛蠶?對較快。但是自適應動力吸振器工作時需要外界提供大量的能量，在主系統(tǒng)振動頻率實時跟蹤方面的研究也沒有達到一個理想的效果，而且制作成本高，體積相對較大，作為實際工程應用對象來說，仍存在很大的局限性1.2.4被動式動力吸振器被動式動力吸振器發(fā)明初期只包含質量元件和彈性元件，體積大、質量重，不易安裝與調節(jié)，而且減振頻帶窄，減振效果差。在隨后的發(fā)展中，才逐漸引入阻尼元素，在更加有效的降低主系統(tǒng)振幅的同時，也相對增加了減振頻帶的寬度，有（無）阻尼動力吸振器簡化結構如圖1-2所示。根據安裝數量、安裝方式和組成結構等不同又可以詳細分為單自由度、多自由度以及組合式動力吸振器。(a)(b)圖1-2有（無）阻尼動力吸振器結構圖Figure1-2structureofdynamicvibrationabsorberwith(no)damping單自由度動力吸振器的發(fā)明與應用最早，而且吸振器在剛發(fā)明出的前幾十年內基本都是基于對單自由度系統(tǒng)的研究，因此在經過大量國內外學者的探索研究與完善發(fā)展后也已經形成一套非常完整的理論體系。早期Ormondroyd[17]、Hahnkamm[18]、Brock[19]等人研究推導出的最優(yōu)同調、最優(yōu)阻尼比和定點理論公式，也是動力吸振器最早期并且沿用至今的理論公式。Crandall[44]后來在主系統(tǒng)能量優(yōu)化方面做了一定研究，并由Iwata[45]推導出最優(yōu)參數設計公式。Yamaguchi[46]對主系統(tǒng)的瞬態(tài)振動進行了優(yōu)化，提出最大穩(wěn)定準則。Nishihara[47]于2002年得出有阻尼動力吸振器的精確解。日本學者Asami[48]在以上幾種準則的基礎上，推導出定點理論的優(yōu)化級數解析解，公式更加簡便。這是一些國外學者對動力吸振器的優(yōu)化設計原理做的理論研究與公式推導，在國內外均得到了認

礱鞲媒餼齜槳附檔土訟誠鞴?討興姆種??募庸ふ穸?Ｈ氈狙?者Nakano[66]為了抑制刀具和主軸系統(tǒng)彎曲振動引起的刀具顫振現象，提出的動力吸振器安裝在刀具夾頭上，將其假定為一個隨刀具和主軸系統(tǒng)旋轉的單自由度元件，并通過切削實驗驗證了該吸振器對切削顫振的抑制作用。楊毅青[67]等針對銑床切削顫振現象設計的由質量塊、支架、螺栓、薄板、摩擦盤等結構組成的兩自由度動力吸振器，對單、多模態(tài)銑床加工振動的抑制都有良好效果，并在此基礎上研制出內含兩自由度動力吸振器的減振銑刀，可將刀鋒頻響函數幅值降低74%，具體如圖1-3所示。楊智春等[68]提出在壁板中添加吸振裝置從而形成新型夾層壁板，通過夾層壁板中吸振器的作用來提高壁板的顫振速度從而降低其顫振頻率。實驗結果表明，針對夾層壁板第一階模態(tài)所設計出的動力吸振器，使夾層壁板的顫振速度增加73.68%，顫振頻率則降低為原來的56.71%。(a)(b)(c)圖1-3銑床動力吸振器[67]Figure1-3Dynamicvibrationabsorberformillingmachine[67]中北大學的侯堯花[69]針對因軸系結構運轉不平衡等問題使風機、汽輪機等內部傳動機構出現斷齒等故障而造成振動噪音過大、裝配誤差、人員安全等問題展開研究，設計相應的懸臂式DVA并搭建轉速可調式轉子實驗臺，實驗結果驗證了此型號DVA可將轉子實驗臺3600rpm、也就是60Hz處的振動幅值降低37.1%。管路系統(tǒng)中閥門的開合以及流體的傳送而引起的振動問題嚴重影響了傳送的效率，增加了系統(tǒng)維護的困難和成本，久而久之甚至影響到管路系統(tǒng)的壽命，浙江

【參考文獻】：
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3614227