高速鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)的迅速發(fā)展在方便人類出行的同時(shí),卻也造成了嚴(yán)重的振動(dòng)噪聲污染,給人們的正常生活造成了極大困擾。而顆粒阻尼器以其對(duì)振動(dòng)件改動(dòng)小,大幅度提高振動(dòng)件阻尼,惡劣環(huán)境仍能正常工作,寬頻帶減振效果好等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。故本文針對(duì)顆粒阻尼器特性進(jìn)行了分析研究,并結(jié)合高鐵車輪振動(dòng)聲場(chǎng)分析,設(shè)計(jì)開發(fā)了減振降噪效果優(yōu)良的車輪顆粒阻尼器�；陔x散單元法及碰撞力學(xué)研究了顆粒阻尼的耗能特性,分析了顆粒之間及顆粒與容器壁之間的非彈性碰撞摩擦耗能作用,確定了對(duì)顆粒阻尼耗能產(chǎn)生影響的主要因素。利用粉體力學(xué)分析了外界激勵(lì)、阻尼器形狀特征等對(duì)顆粒阻尼器減振性能的影響。并以此為基礎(chǔ),測(cè)試了軟顆粒碰撞、軟硬顆�；旌吓鲎�、顆粒材料、直徑等對(duì)顆粒阻尼器減振性能的影響,驗(yàn)證了理論分析正確性的同時(shí),總結(jié)了各種因素對(duì)顆粒阻尼器減振性能的影響規(guī)律,并確定了顆粒阻尼器安裝位置、填充率、顆粒直徑等參數(shù)的最優(yōu)值。對(duì)車輪模態(tài)進(jìn)行了分析及測(cè)試,研究發(fā)現(xiàn)車輪徑向模態(tài)與其1節(jié)圓2節(jié)徑以上軸向模態(tài)的高度耦合作用是其產(chǎn)生滾動(dòng)噪聲的主要原因。同時(shí)對(duì)車輪外界激勵(lì)下的振動(dòng)聲場(chǎng)特性進(jìn)行了研究,確定了車輪振動(dòng)最為劇烈的位置。并且研究發(fā)現(xiàn),車輪振動(dòng)能量主要集中在中高頻,同時(shí)得到了車輪輻射聲場(chǎng)的分布規(guī)律及其與車輪振動(dòng)響應(yīng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。最后對(duì)車輪劃分板塊進(jìn)行聲學(xué)貢獻(xiàn)量研究,確定了對(duì)車輪輻射聲場(chǎng)貢獻(xiàn)量較大的位置分別為其輻板及踏面。研究發(fā)現(xiàn),針對(duì)性的控制車輪中高頻的振動(dòng)能夠更加有效的達(dá)到減振降噪效果。根據(jù)理論分析及實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果,結(jié)合車輪振動(dòng)聲場(chǎng)特性研制出車輪顆粒阻尼器,并對(duì)其減振降噪效果進(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果顯示本文所設(shè)計(jì)的車輪顆粒阻尼器對(duì)車輪1600Hz~5000Hz內(nèi)的振動(dòng)與噪聲的抑制效果非常顯著,其能夠分別降低空輪徑向及軸向噪聲達(dá)16.28dBA、14.74dBA,相比于現(xiàn)有車輪阻尼環(huán)在徑向及軸向分別具有2.85dBA及2.49dBA的降噪優(yōu)勢(shì)。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TH703.62
【部分圖文】：

第1章 緒 論研究的背景和意義來源為哈爾濱通達(dá)工業(yè)環(huán)保有限公司項(xiàng)目：車輪顆粒阻尼器的研究背景和意義中，振動(dòng)是最廣泛存在的現(xiàn)象。廣袤浩瀚的宇宙以及微觀世不同程度的振動(dòng)現(xiàn)象。振動(dòng)產(chǎn)生于某些質(zhì)點(diǎn)或物體脫離其環(huán)運(yùn)動(dòng)中。而物體的振動(dòng)必然會(huì)在周圍環(huán)境中產(chǎn)生聲音，因過振動(dòng)現(xiàn)象所發(fā)射產(chǎn)生并能夠通過空氣、水等傳播介質(zhì)被聲波[1]。

圖 1-2 損耗因子的測(cè)量裝置[15]學(xué)者在長(zhǎng)久的研究過程中更傾向于使用實(shí)驗(yàn)手段對(duì)影響顆粒勢(shì)的各種因素進(jìn)行探究和摸索。JemA.Rongong和GeoffreyR.T驗(yàn)設(shè)備及裝置，利用控制變量法以特定響應(yīng)曲線探索了顆粒粒阻尼發(fā)揮效果的方式[21]。同時(shí)其將電磁場(chǎng)特性靈活運(yùn)用將高[22]。并且JosephJ.Hollkamp和RobertW.Gordon通過懸臂梁鉆動(dòng)劇烈程度、顆粒填充率、直徑、材料等對(duì)顆粒阻尼的影響方素的影響重要程度[23]。Papalou和Masri以單自由度系統(tǒng)試驗(yàn)研振動(dòng)的最優(yōu)因素組合[24]；Friend和Kinra以懸臂梁模型研究顆減振效果并發(fā)現(xiàn)顆粒阻尼可以將阻尼特性提高近50%[25]。

國外學(xué)者在長(zhǎng)久的研究過程中更傾向于使用實(shí)驗(yàn)手段對(duì)影響顆粒阻尼器減振能力及趨勢(shì)的各種因素進(jìn)行探究和摸索。JemA.Rongong和GeoffreyR.Tomlinson利用圖1-3實(shí)驗(yàn)設(shè)備及裝置，利用控制變量法以特定響應(yīng)曲線探索了顆粒直徑、材料等影響顆粒阻尼發(fā)揮效果的方式[21]。同時(shí)其將電磁場(chǎng)特性靈活運(yùn)用將顆粒的運(yùn)動(dòng)性大大提高[22]。并且JosephJ.Hollkamp和RobertW.Gordon通過懸臂梁鉆孔試驗(yàn)研究了結(jié)構(gòu)振動(dòng)劇烈程度、顆粒填充率、直徑、材料等對(duì)顆粒阻尼的影響方式，并得出了各種因素的影響重要程度[23]。Papalou和Masri以單自由度系統(tǒng)試驗(yàn)研究并提出了降低系統(tǒng)振動(dòng)的最優(yōu)因素組合[24]；Friend和Kinra以懸臂梁模型研究顆粒阻尼垂直平面內(nèi)的減振效果并發(fā)現(xiàn)顆粒阻尼可以將阻尼特性提高近50%[25]。圖 1-3 顆粒阻尼特性試驗(yàn)裝置圖[21]同時(shí)顆粒阻尼非常有效的應(yīng)用于工程實(shí)際。Lieber、Moore 和 Oledzki 將其應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域；Skipor 和 Sims 將其應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器改善其振動(dòng)響應(yīng)[26]。同時(shí)
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本文編號(hào)：2876120