【摘要】：高彈性聯(lián)軸器作為一種既能承擔(dān)動力和運(yùn)動傳遞、補(bǔ)償軸不對中，又能對振動和噪聲治理的重要裝置，在現(xiàn)代機(jī)械系統(tǒng)的動力裝置中所發(fā)揮的作用也越來越大。然而目前常用的金屬彈性聯(lián)軸器阻尼小、造價高和維護(hù)困難，非金屬彈性聯(lián)軸器的常用橡膠彈性元件易老化、耐油性和耐高低溫性差。新型工程復(fù)合材料BTG塑料合金的吸振、緩沖性能好，有著良好的可加工性、摩擦磨損性能和抗疲勞性能等，非常適合于用作高彈性聯(lián)軸器的制造材料。 然而，，采用這種新型BTG塑料合金材料作為聯(lián)軸器的彈性元件制作材料尚屬首例，并不清楚該聯(lián)軸器的動態(tài)特性及性能參數(shù)。本文將通過動態(tài)實(shí)驗(yàn)的方法，研究該聯(lián)軸器在不同振動頻率和不同振動幅值下的徑向、軸向及扭轉(zhuǎn)方向振動的動態(tài)特性，并進(jìn)行其系統(tǒng)的模型辨識。 本文研究主要包括以下五個方面： ①討論了工程中遲滯非線性系統(tǒng)常采用的四種數(shù)學(xué)模型，并對它們的適用范圍、模型特點(diǎn)進(jìn)行了分析。因表達(dá)式的物理意義十分明確，結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的良好適應(yīng)性，系統(tǒng)辨識選用多項(xiàng)式遲滯模型； ②介紹了動態(tài)特性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)對象、實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)、測試系統(tǒng)以及實(shí)驗(yàn)方案，觀察測量的原始信號，分析預(yù)處理過程； ③解決了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析過程中的數(shù)值計算問題，即采集信號預(yù)處理的平滑降噪、非線性遲滯曲線面積的計算、采樣信號時域的微分變換以及曲線和曲面的擬合計算在MATLAB軟件中的原理及實(shí)現(xiàn)方法； ④通過分析采集信號預(yù)處理后繪成的各工況遲滯曲線特點(diǎn)，了解動態(tài)實(shí)驗(yàn)效果及系統(tǒng)宏觀上的變化趨勢。同時，實(shí)驗(yàn)曲線擬合結(jié)果顯示，多項(xiàng)式遲滯模型對于本次高彈性聯(lián)軸器動態(tài)實(shí)驗(yàn)有很好的模型識別效果； ⑤計算得到各工況下每組實(shí)驗(yàn)的多項(xiàng)式模型的擬合參數(shù)值，對各參數(shù)隨振幅和頻率的變化特點(diǎn)進(jìn)行分析，提出它們的數(shù)學(xué)表達(dá)式，并對表達(dá)式中待定系數(shù)進(jìn)行辨識。 本文完成了該聯(lián)軸器動態(tài)實(shí)驗(yàn)建模，剛度成份和阻尼成分的數(shù)學(xué)表達(dá)式體現(xiàn)出了系統(tǒng)的剛度和阻尼的特性，及它們隨位移的振幅和頻率的變化特點(diǎn)；在已知系統(tǒng)振動的工況、振幅和頻率時，該模型就能很好的描述出系統(tǒng)的非線性遲滯曲線。以上研究及結(jié)論為該類新型聯(lián)軸器的設(shè)計理論建立及理論研究奠定了基礎(chǔ)。
【圖文】：

2.1 引言建立系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的方法主要有理論方法與實(shí)驗(yàn)方法兩種。其中理論建模對應(yīng)的問題的基本定理、原理是已知的，目標(biāo)為找出系統(tǒng)內(nèi)在的運(yùn)動規(guī)律，推導(dǎo)系統(tǒng)狀態(tài)參數(shù)和外作用之間的聯(lián)系，稱為“白箱”問題；實(shí)驗(yàn)建模又稱“辨識”建模，直接從系統(tǒng)運(yùn)行和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)出發(fā)建立模型，適用于客觀規(guī)律還不清楚的題，則稱為“黑箱”問題。然而，在研究和實(shí)踐中經(jīng)常研究的對象是已知系統(tǒng)服從某些基本規(guī)律，但又還不清楚其中一些機(jī)理，需要進(jìn)一步深入研究，于是就要求理論建模和辨識建模相結(jié)合，對已知其機(jī)理的部分采用理論建模的方法，然后再用辨識建模方法確定機(jī)理不清楚部分的數(shù)學(xué)模型，這類問題稱為“灰箱”題。在本論文中，對這種新型工程復(fù)合材料高彈性聯(lián)軸器動態(tài)特性的研究，就采用了這種方法。動力學(xué)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)建模是以一定的準(zhǔn)則為依據(jù)，利用系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)中通過傳感器測量得到的輸入及輸出信號，采用辨識技術(shù)建立反映系統(tǒng)本質(zhì)動態(tài)特性的數(shù)學(xué)模型，并辨識出模型中的未知成份，其基本過程如圖 2.1所示。

如混沌運(yùn)動，這是非線性系統(tǒng)特實(shí)驗(yàn)研究主要是針對于非線性系統(tǒng)的遲滯效用系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型模型及雙線型模型 Hartog 提出了干摩擦的理想模型[13]，即在單自在其交接面上的干摩擦力可用圖 2.2 中的模型是系統(tǒng)在一個振動周期內(nèi)耗散的能量。當(dāng)該系摩擦力是突然發(fā)生的，它的時域波形為理想的統(tǒng)的相對運(yùn)動，摩擦力變化規(guī)律可表示如下：, 0, 0rfrN vFN v 擦力， 滑動摩擦系數(shù)， N 為正壓力，rv 為兩
【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】：2012
【分類號】：TH133.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2532205