本文關(guān)鍵詞：基于振動仿真與噪聲預(yù)估的俯仰減速器動力優(yōu)化設(shè)計(jì)

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【摘要】：隨著我國海洋貿(mào)易的發(fā)展，各類大型裝備日漸增多，這就對用于港口吊裝的起重機(jī)提出了承載能力大、可靠性高、振動小、噪聲低、重量輕、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)等要求，而減速器作為起重機(jī)的主要部件，對起重機(jī)的綜合性能有著至關(guān)重要的作用。當(dāng)前的大型港口起重機(jī)減速器普遍存在著功率密度低、動態(tài)性能差等主要問題。因此，開展起重機(jī)俯仰減速器動態(tài)響應(yīng)仿真、輻射噪聲預(yù)估，以及動力學(xué)性能優(yōu)化研究，對解決減速器減振降噪問題具有重要理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。 本文課題來源于“十二五”國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目，以起重機(jī)俯仰減速器為研究對象，建立齒輪系統(tǒng)動力學(xué)有限元及邊界元模型，分析減速器的振動響應(yīng)及輻射噪聲；通過減速器聲-結(jié)構(gòu)靈敏度分析，建立減速器動力響應(yīng)多目標(biāo)優(yōu)化模型，尋求減速器最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)。本文主要研究工作如下： ①確定由剛度激勵、誤差激勵和嚙合沖擊激勵組成的內(nèi)部激勵和由轉(zhuǎn)矩波動引起的外部激勵，借助ANSYS軟件構(gòu)建減速器多體動力有限元分析模型，采用分塊Lanczos法進(jìn)行模態(tài)分析，得出減速器的固有頻率及固有振型，利用模態(tài)疊加法求解減速器的動態(tài)響應(yīng)，得到振動位移、振動速度及振動加速度。 ②提取箱體外表面上所有節(jié)點(diǎn)時域振動位移，經(jīng)傅立葉變換轉(zhuǎn)換成頻域響應(yīng)，以此為邊界條件在SYSNOISE軟件中建立箱體聲學(xué)邊界元分析模型，采用直接邊界元法進(jìn)行輻射噪聲預(yù)估，得到箱體表面聲壓及外聲場輻射噪聲。 ③以減速器箱體各焊接板壁厚和材料的彈性模量為結(jié)構(gòu)參量，以外聲場場點(diǎn)聲壓為聲學(xué)參量，通過求解箱體特征值靈敏度和聲傳遞向量，構(gòu)建起重機(jī)俯仰減速器聲-結(jié)構(gòu)靈敏度分析模型，求得箱體振動和各場點(diǎn)聲壓對結(jié)構(gòu)參量的靈敏度，以指導(dǎo)減速器動力優(yōu)化設(shè)計(jì)變量的選取。 ④以對減速器箱體表面速度影響較大的參量為設(shè)計(jì)變量，箱體應(yīng)力、位移和體積為約束條件，，箱體振動狀態(tài)為目標(biāo)函數(shù)，構(gòu)建俯仰減速器多目標(biāo)動力優(yōu)化模型，采用零階優(yōu)化和一階優(yōu)化相結(jié)合的優(yōu)化方法求解設(shè)計(jì)變量最優(yōu)解，并對優(yōu)化后減速器的靜強(qiáng)度及振動特性進(jìn)行評價(jià)。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH132.46

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本文編號：1297271