動力吸振器（Dynamic Vibration Absorber,簡稱DVA）是振動控制領(lǐng)域最常用、也是最有效的減振方法之一。特別是機(jī)械加工領(lǐng)域,當(dāng)機(jī)床高速運(yùn)轉(zhuǎn)時,由于外界激勵、工件表面不平整、機(jī)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(shè)計與實驗研究對改善機(jī)械加工過程中的振動問題具有重要的理論和應(yīng)用價值。輪轂加工機(jī)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(zhì)量要求,是輪轂加工過程中的重中之重�，F(xiàn)有輪轂加工機(jī)床因加工過程中出現(xiàn)主軸振動過大從而導(dǎo)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(xué)的基礎(chǔ)上通過建模、仿真、計算、材料和結(jié)構(gòu)組成的設(shè)計、加工、測量和實驗的方法,設(shè)計一款動力吸振器來改善機(jī)床主軸振動過大的問題,并搭建相對應(yīng)的實驗臺,用以檢驗所設(shè)計動力吸振器的減振效果。本論文首先根據(jù)輪轂加工機(jī)床主軸的結(jié)構(gòu)、尺寸和轉(zhuǎn)速等實際特性,再進(jìn)一步結(jié)合振動測試結(jié)果可知機(jī)床主軸的振型和振動頻率,從而明確所設(shè)計動力吸振器的模態(tài)特性。在此基礎(chǔ)上對動力吸振器的材料和結(jié)構(gòu)組成進(jìn)行調(diào)研分析與優(yōu)化設(shè)計,最后使用ANSYS Workbench軟件對動力... 

【文章來源】：浙江工業(yè)大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)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(yīng)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(dá)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(yīng)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(zhì)量元件和彈性元件，體積大、質(zhì)量重，不易安裝與調(diào)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(jié)構(gòu)如圖1-2所示。根據(jù)安裝數(shù)量、安裝方式和組成結(jié)構(gòu)等不同又可以詳細(xì)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(jié)構(gòu)圖Figure1-2structureofdynamicvibrationabsorberwith(no)damping單自由度動力吸振器的發(fā)明與應(yīng)用最早，而且吸振器在剛發(fā)明出的前幾十年內(nèi)基本都是基于對單自由度系統(tǒng)的研究，因此在經(jīng)過大量國內(nèi)外學(xué)者的探索研究與完善發(fā)展后也已經(jīng)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(dǎo)出的最優(yōu)同調(diào)、最優(yōu)阻尼比和定點(diǎn)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(dǎo)出最優(yōu)參數(shù)設(shè)計公式。Yamaguchi[46]對主系統(tǒng)的瞬態(tài)振動進(jìn)行了優(yōu)化，提出最大穩(wěn)定準(zhǔn)則。Nishihara[47]于2002年得出有阻尼動力吸振器的精確解。日本學(xué)者Asami[48]在以上幾種準(zhǔn)則的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出定點(diǎn)理論的優(yōu)化級數(shù)解析解，公式更加簡便。這是一些國外學(xué)者對動力吸振器的優(yōu)化設(shè)計原理做的理論研究與公式推導(dǎo)，在國內(nèi)外均得到了認(rèn)

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(xiàn)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(zhuǎn)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(xiàn)象設(shè)計的由質(zhì)量塊、支架、螺栓、薄板、摩擦盤等結(jié)構(gòu)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(chǔ)上研制出內(nèi)含兩自由度動力吸振器的減振銑刀，可將刀鋒頻響函數(shù)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(jié)果表明，針對夾層壁板第一階模態(tài)所設(shè)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(xué)的侯堯花[69]針對因軸系結(jié)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)不平衡等問題使風(fēng)機(jī)、汽輪機(jī)等內(nèi)部傳動機(jī)構(gòu)出現(xiàn)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(shè)計相應(yīng)的懸臂式DVA并搭建轉(zhuǎn)速可調(diào)式轉(zhuǎn)子實驗臺，實驗結(jié)果驗證了此型號DVA可將轉(zhuǎn)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(yán)重影響了傳送的效率，增加了系統(tǒng)維護(hù)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(xiàn)】：
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本文編號：3614227