浅析耳蜗基底膜仿生原理的液压脉动衰减器滤波特性研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com第52卷第4期机械工程学报VO1．52NO．42016年2月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGFeb．2016DoI：10．3901／JME．2016．04．171基于耳蜗基底膜仿生原理的液压脉动衰减器滤波特性研究水贺尚红熊宇维2王文(1．长沙理工大学工程车辆安全性设计与可靠性技术湖南省重点实验室长沙410004；2．湖南工业职业技术学院机械工程系长沙410208)摘要：为解决液压系统中由于压力脉动引起的振动和噪声问题，从仿生学角度出发，根据人耳听觉形成过程及耳蜗基底膜的宽频振动响应特征，研究耳蜗

2、基底膜振动的“空间．频率”特性，提出一种仿耳蜗基底膜振动特性的液压脉动抑制方法。设计一种以仿生膜片为共振体的结构紧凑灵巧的液压脉动衰减器，克服了传统液压脉动衰减器结构复杂、体积庞大的缺点。基于流固耦合原理，分析仿生膜片在压力流体中的振动特性；结合管路动态特性，建立脉动衰减器的传递矩阵模型，用插入损失对脉动衰减性能进行评价；通过脉动衰减器样机的试验检验其滤波减振性能。理论和试验结果表明该液压脉动衰减器能够有效衰减液压系统有效频率的压力脉动，并且在较宽频带内有较好的滤波效果，实现了广谱滤波。关键词：耳蜗基底膜；仿生膜片；脉动衰减器；液压脉动中图分类号：U664；

3、TB53ResearchonFilteringCharacteristicsofHydraulicPulsationAttenuatorBasedonBionicPrincipleofBasilarMembraneofCochleaHEShanghongXIONGYuweiWANGWen(1．HunanProvinceKeyLaboratoryofSafetyDesignandReliabilityTechnologyforEngineeringVehicle，ChangshaUniversityofScienceandTechnology,Changsha

4、410004；2．DepartmentofMechanicalEngineering，HunanIndustryPolytechnic，Changsha410208)Abstract：Inordertosolvetheproblemofvibrationandnoisecausedbythepressurefluctuationinhydraulicsystems，ahydraulicpulsationsuppressionmethodbasedonbionicprincipleofbasilarmembraneofcochleaisproposed．Acc

5、ordingtothe“space—frequencymap”ofbasilarmembrane，anewhydraulicpulsationattenuatorwithbionicmembranestructureisdesigned，whichsimulatethecharacteristicsofvibrationofbasilarmembrane．So，theshortcomingofbulkinessoftraditionalpulsationattenuatorisovercomesuccessfully．Basedonthetheoryoffl

6、uid—solidcoupling，thevibrationcharacteristicsofbionicmembraneinthepressurefluidareanalyzed．Combiningthedynamiccharacteristicsofthepipeline，thetransfermatrixmodelofthepulsationattenuatorisderivedandthepulsationatenuationfunctionissimulatedtoevaluatethefilteringcharacteristics．Experi

7、mentalstudyoftheattenuatorprototypeiscarriedout．Thetheoreticalandexperimentalresultsindicatethattheatenuatorisveryefectiveinhydraulicpulsationatenuationwithbroadfrequencyband．Keywords：basilarmembraneofcochlea；bionicmembrane；pulsationattenuator；hydraulicpulsation压系统管路和元件的振动及产生噪声，影响系

8、统工0前言作性能，缩短元件使用寿命J。如何降低液压系