發(fā)布時(shí)間：2017-07-29 22:30

  本文關(guān)鍵詞：基于能量有限元的齒輪箱系統(tǒng)建模與振動(dòng)控制研究

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【摘要】：齒輪箱系統(tǒng)就是通過(guò)傳動(dòng)齒輪來(lái)傳遞功率的齒輪傳遞組件。一般是由齒輪、軸、軸承和箱體等組成。廣泛應(yīng)用于航空、航海、電力、運(yùn)輸?shù)雀鞣N工業(yè)設(shè)備中,其振動(dòng)噪聲問(wèn)題受到廣泛關(guān)注。隨著現(xiàn)代工程技術(shù)的不斷發(fā)展,齒輪箱系統(tǒng)傳遞功率不斷提高,輕薄的結(jié)構(gòu)和加快的轉(zhuǎn)速使得齒輪箱系統(tǒng)的高頻振動(dòng)噪聲問(wèn)題越來(lái)越突出,這不僅影響了設(shè)備的精度和安全,同時(shí)對(duì)環(huán)境也造成了巨大的噪聲問(wèn)題,嚴(yán)重影響了人們的生產(chǎn)生活�；诖藢�(duì)齒輪箱系統(tǒng)振動(dòng)噪聲問(wèn)題的研究具有重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。本文從能量傳遞的角度出發(fā),建立了齒輪箱彈性耦合系統(tǒng)振動(dòng)分析模型,研究了齒輪箱振動(dòng)傳遞通道的能量平衡方程。應(yīng)用導(dǎo)納理論,分析了齒輪箱系統(tǒng)復(fù)雜耦合結(jié)構(gòu)能量傳遞特性�；谀芰坑邢拊ń⒘税S承在內(nèi)的齒輪箱整體結(jié)構(gòu)組集矩陣。最后對(duì)各種結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)能量傳遞特性的影響進(jìn)行了研究,為系統(tǒng)優(yōu)化提供了理論基礎(chǔ)。本文所使用的能量有限元法能夠克服傳統(tǒng)有限元法只適合低頻段的局限,同時(shí)又具有較統(tǒng)計(jì)能量法更加精確的分析精度,并可得到各子結(jié)構(gòu)內(nèi)部具體的能量分布信息。 首先,本文研究了齒輪箱系統(tǒng)振動(dòng)噪聲產(chǎn)生機(jī)理,并分析了振動(dòng)的傳播路徑,建立了齒輪箱彈性耦合系統(tǒng)振動(dòng)分析模型。通過(guò)求解作為振動(dòng)傳遞通道的齒輪軸上的功率流和能量密度,推導(dǎo)了系統(tǒng)能量平衡方程,并分析討論了各種邊界條件下的功率流邊界條件。 其次,討論了應(yīng)用有限元法對(duì)能量平衡方程進(jìn)行求解的方法。將齒輪箱振動(dòng)傳遞通道離散為一維波導(dǎo)單元耦合結(jié)構(gòu),應(yīng)用Galerkin法推導(dǎo)了通道單元矩陣方程；而后分析并利用振動(dòng)通道單元間的能量傳輸關(guān)系,將單元矩陣進(jìn)行組集,建立了齒輪箱系統(tǒng)的能量有限元模型。 最后,通過(guò)一個(gè)具體算例探討了基于能量有限元模型的齒輪箱系統(tǒng)振動(dòng)能量分析的實(shí)際應(yīng)用,包括能量傳遞系數(shù)的計(jì)算、分析,輸入功率的估算,不同阻尼、剛度結(jié)構(gòu)參數(shù)下的振動(dòng)能量傳遞與分布情況分析,以及從能量分布觀點(diǎn)的齒輪箱優(yōu)化設(shè)計(jì)思想等。
【關(guān)鍵詞】：能量有限元 齒輪箱 導(dǎo)納 振動(dòng)分析
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH132.41;TB535
【目錄】：

• 摘要10-11
• ABSTRACT11-13
• 第1章 緒論13-23
• 1.1 課題的背景和意義13-14
• 1.2 齒輪箱系統(tǒng)振聲特性在國(guó)內(nèi)外研究的概況14-17
• 1.2.1 齒輪箱系統(tǒng)模型的研究14-15
• 1.2.2 齒輪箱系統(tǒng)振動(dòng)噪聲的研究15-17
• 1.3 結(jié)構(gòu)振動(dòng)分析方法17-21
• 1.3.1 有限元法17
• 1.3.2 統(tǒng)計(jì)能量法17-19
• 1.3.3 能量有限元分析方法19-21
• 1.4 本文研究的內(nèi)容21-23
• 第2章 齒輪箱系統(tǒng)振動(dòng)傳遞通道的能量平衡方程23-37
• 2.1 引言23
• 2.2 齒輪箱彈性耦合系統(tǒng)振動(dòng)分析模型23-27
• 2.2.1 齒輪箱系統(tǒng)振動(dòng)與噪聲產(chǎn)生機(jī)理23-24
• 2.2.2 齒輪箱系統(tǒng)振動(dòng)噪聲傳遞路徑分析24-26
• 2.2.3 齒輪箱彈性耦合系統(tǒng)振動(dòng)分析模型的建立26-27
• 2.3 齒輪箱振動(dòng)傳遞通道中的彎曲波能量密度及波導(dǎo)功率流27-31
• 2.3.1 振動(dòng)傳遞通道的能量密度表達(dá)式28-31
• 2.3.2 振動(dòng)傳遞通道的功率流表達(dá)式31
• 2.4 齒輪箱振動(dòng)傳遞通道的單元能量平衡方程31-36
• 2.5 本章小結(jié)36-37
• 第3章 齒輪箱系統(tǒng)能量平衡方程的有限元解法37-53
• 3.1 引言37
• 3.2 齒輪箱系統(tǒng)的能量有限元矩陣方程37-46
• 3.2.1 Galerkin加權(quán)余量法37-38
• 3.2.2 齒輪箱振動(dòng)傳遞通道的離散單元矩陣方程38-42
• 3.2.3 單元矩陣方程組集42-46
• 3.3 單元耦合邊界上的能量傳遞系數(shù)46-51
• 3.3.1 梁結(jié)構(gòu)在約束邊界上的能量透射和反射系數(shù)的定義46-49
• 3.3.2 復(fù)雜耦合邊界能量傳遞系數(shù)的計(jì)算方法49-51
• 3.4 本章小結(jié)51-53
• 第4章 基于能量有限元法的齒輪箱系統(tǒng)振動(dòng)分析53-77
• 4.1 引言53
• 4.2 齒輪箱系統(tǒng)的能量有限元模型53-67
• 4.2.1 齒輪箱振動(dòng)傳遞通道的線性插值能量有限元模型53-55
• 4.2.2 單元耦合邊界能量傳遞系數(shù)的確定55-60
• 4.2.3 簡(jiǎn)諧激勵(lì)輸入功率的估算60-67
• 4.3 齒輪箱系統(tǒng)振動(dòng)能量傳遞與分布特性分析67-75
• 4.3.1 耦合邊界能量傳遞特性分析67-69
• 4.3.2 輸入功率影響因素分析69-71
• 4.3.3 振動(dòng)能量分布特性分析71-75
• 4.4 本章小結(jié)75-77
• 總結(jié)與展望77-81
• 總結(jié)77-79
• 展望79-81
• 參考文獻(xiàn)81-87
• 致謝87-88
• 學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表88

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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本文編號(hào)：591412