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金属丝网—磁悬浮隔振器设计与隔振特性研究

作　者: 孙林峰
导　师: 樊文欣
学　校: 中北大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 金属丝网隔振器 磁悬浮隔振器 主被动联合隔振 隔振特性
分类号: TB535.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


所谓金属丝网-磁悬浮隔振器,从隔振原理上讲属于一款主被动联合的隔振器。根据振动的控制理论,被动隔振器通常具有不需要外接能量、承载力强、低频隔振性能好、简单实用等优点,但其在高频隔振领域往往不能很好的发挥其隔振性能;而主动隔振器虽然具有可控频带宽、控制性能好等优点,但是它往往需要消耗大量的外界能源以支持其工作,结构也往往非常复杂,实用性比被动隔振器差。所以,寻找一种能够包容主动、被动隔振器的优点而避免二者的缺点的新型隔振装置就成为了当今振动控制领域研究的热点。本文首先以AAW-400型隔振器为例,对属于被动隔振方法的金属丝网隔振器进行了隔振特性研究。通过描述金属丝网块的制备过程,表征了其物理特性。经过理论建模和静力学、动力学试验仿真,说明了金属丝网隔振器的缓冲减振性能,较适合在低频环境下工作。其次对属于主动隔振方法的磁悬浮隔振器进行了隔振特性研究。根据在MTS809电液伺服系统上得到的试验值,结合经典的T J Yeh模型,利用最小二乘法进行参数识别,确定了电磁作动器的数学模型,再通过机理建模的方法,得到了磁悬浮隔振系统的整体模型。试验表明了它在高频激振环境下良好的隔振特性及低频激振环境下的振动追踪特性。最后,对本文设计的金属丝网-磁悬浮隔振器的内部结构及工作原理,以及整套隔振系统在7.0~15.0Hz激振环境下的隔振特性进行了研究,表明了随着激振频率的变化,该系统取得了至少8dB的隔振效果,表现出较为稳定的隔振性能。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章 绪论  10-25
  1.1 引言  10-11
  1.2 振动控制技术概述  11-12
  1.3 主动隔振技术发展及国内外研究现状  12-14
  1.4 隔振理论研究  14-20
    1.4.1 隔振原理  14-15
    1.4.2 振动传递率  15-18
    1.4.3 干扰频率与固有频率  18-20
  1.5 主动隔振技术分类及研究方向  20-23
    1.5.1 控制技术  20-21
    1.5.2 作动器技术  21-22
    1.5.3 主动隔振的分类  22-23
  1.6 本文的主要内容  23-25
第2章 金属丝网隔振系统的隔振特性分析  25-46
  2.1 振动问题中的阻尼  25-26
  2.2 金属丝网隔振器的结构特点  26-30
    2.2.1 金属丝网网块的制备工艺  27
    2.2.2 金属丝的材料选择  27-28
    2.2.3 制备螺旋卷  28
    2.2.4 金属丝铺设及制备毛坯  28-29
    2.2.5 金属丝网网块的成型  29-30
  2.3 金属丝网隔振器的振动特性  30-36
    2.3.1 静特性试验及结果分析  30-34
    2.3.2 隔振器的动态特性分析  34-36
  2.4 金属丝网隔振系统的动力学建模  36-44
    2.4.1 系统动力学模型的建立  36-37
    2.4.2 系统的参数识别  37-41
    2.4.3 金属丝网隔振系统的试验建模  41-44
  2.5 金属丝网隔振器的隔振效率分析  44-45
  2.6 小结  45-46
第3章 磁悬浮隔振系统的隔振特性分析  46-59
  3.1 引言  46
  3.2 电磁作动器的结构特点  46-50
    3.2.1 电磁铁结构及控制方式  46-48
    3.2.2 电磁作动器的结构特点  48-50
  3.3 磁悬浮隔振器的建模  50-59
    3.3.1 电磁作动器建模  50-53
    3.3.2 功率放大器建模  53-54
    3.3.3 作动器输出的电磁力与目标之间的模型  54-55
    3.3.4 磁悬浮隔振系统在具体工况下的整体建模  55-58
    3.3.5 磁悬浮隔振系统的分析  58-59
第4章 新型磁悬浮隔振系统的隔振特性分析  59-75
  4.1 引言  59
  4.2 新型磁悬浮隔振系器的结构特点及工作原理  59-65
    4.2.1 隔振器的内部结构  59-60
    4.2.2 频率测量传感器  60-64
    4.2.3 隔振器的工作原理  64-65
  4.3 系统的动力学特性分析  65-66
  4.4 高频激振条件下的系统自适应前馈控制  66-75
    4.4.1 自适应前馈控制的控制分析  66-71
    4.4.2 自适应前馈控制试验  71-75
第5章 结语  75-76
  5.1 本文的主要工作  75
  5.2 进一步研究的内容  75-76
参考文献  76-79
攻读硕士期间所取得的研究成果  79-80
致谢  80

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 声学工程 > 振动、噪声及其控制 > 振动和噪声的控制及其利用 > 隔振、减振材料与结构
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