基于压电分流阻尼技术的减振环设计与实验研究

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1、中图分类号：V215.5TB123论文编号：102870118-S031学科分类号：080104硕士学位论文基于压电分流阻尼技术的减振环设计与实验研究研究生姓名何晋丞学科、专业工程力学研究方向减振与振动控制指导教师陈国平教授南京航空航天大学研究生院航空宇航学院二О一八年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAerospaceEngineeringDesignandExperimentalStudyofVibrationDamping

2、RingBasedonPiezoelectricShuntDampingTechnologyAThesisinEngineeringMechanicsbyHeJinchengAdvisedbyProf.ChenGuopingSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringDecember,2017承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他

3、人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要转子系统在运转时会产生振动，特别是跨临界转速的工况下，振动尤为明显。这些振动会通过轴承传递到支承和机械结构上，造成巨大危害。本文提出了一种新型减振环设计，该装置被安装于轴承和支承之间，可以有效抑制通过轴和轴承传递到支承的振动

4、。本文首先介绍了压电效应的基本理论，压电堆叠的基本性能和压电分流阻尼技术。设计了减振环结构来保护压电堆叠，避免压电堆叠受剪力和扭矩破坏。减振环是由保护框架和压电堆叠耦合作用的减振装置。通过将减振环简化为二维力学模型，推导了减振环的复刚度，和安装减振环后系统的力传递率函数。根据理论模型，进一步进行了系统的有限元仿真分析，验证了减振环保护压电堆叠的效果。通过有限元仿真计算了减振环系统中的相关参数。为后续理论模型优化提供参数依据。本文设计了减振环系统减振性能评估实验。测试了压电堆叠的电容等参数和减振环系统的力传递率曲线。并通过比较不同电路参数的

5、情况，找到了设计工况下的最佳电路参数。根据有限元和实验测得的参数，基于理论模型进行了参数优化方法的研究。探讨了不同情况下的参数影响规律。理论模型和实验都证明减振环有显著减振作用，在转子系统的减振领域有重要的研究意义。关键词：压电材料，减振，压电分流阻尼技术，实验研究，参数优化I基于压电分流阻尼技术的减振环设计与实验研究ABSTRACTRotorsystemwillcausevibrationwhenrunning,especiallyundertheconditionoftranscriticalspeed.Thesevibrations

6、willbetransmittedtothebearingandmechanicalstructurethroughthebearings,causinggreatharm.Anewdesignofdampingringisputforwardinthispaper,whichisinstalledbetweenbearingandsupport,whichcaneffectivelyreducethevibrationoftransmissionsystempassingthroughtheshaftandbearingtosuppor

7、t.Inthispaper,thebasictheoryofpiezoelectricity,thebasiccharacteristicsofpiezoelectricstackingandthetechniqueofpiezoelectricshuntdampingareintroduced.Thepiezoelectricstackiseasilydamagedbyshearandtorque,soadamperringstructureisdesignedtoprotectthepiezoelectricstack.Thevibr

8、ationdampingringisadampingdevicewhichiscoupledbyaprotectiveframeandapiezoelectricstack.Thevibrat