多层钢板阻尼器隔振机理研究及性能分析

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1、'__一一一一一止竺星逃竺里鲤支鳖些兹摘要本课题是国家自然科学基金资助项目困。.50275030)的一部分。在机械工程领域中，由于受装配精度、材料结构及工作环境等条件的影响，机械设备不可避免的都将产生机械振动。这种有害振动将直接影响设备的工作性能及使用寿命，因此，减少振动的危害一直是机械工程领域的学者及专业人员的主要研究课题之一。在航空航天等特殊工况下，通过采用优化和动平衡方式很难达到令人满意的减振效果。在工程实践中，运用阻尼器是一种行之有效的方法。但由于材料特性等因素的限制，现有的阻尼器很难满

2、足航空航天的需求。在本文的研究中，提出了一种新型的多层钢板阻尼器，并进行了静力学及动力学的理论研究和实验研究。由于该种阻尼器具有结构简单、承载能力高、阻尼性能优良及耐高低温性好等优点，因此，本文的理论及实验研究具有较强的应用价值。本文对国内外干摩擦阻尼的理论研究及应用研究成果进行了详细的综述和分析，并以此为基础，针对当前干摩擦阻尼隔振技术中存在的若干问题，提出了采用多层阻尼钢板作为阻尼元件进行阻尼器的设计与应用研究的新的设计思想。而且对多层钢板式阻尼器的千摩擦阻尼原理、力学性能进行了系统的研究。

3、根据弹性力学理论，利用圆柱坐标系下的应力函数方法，对阻尼器结构中多层钢板的应力、应变及变形等力学参量进行了分析，并根据实际工作方式施加合理的边界条件进行建模;利用有限元方法和ANSYS软件进行了仿真，并将仿真结果与理论推导结果进行对比，分析了误差来源。同时，设计了具有不同参数的多层钢板阻尼器，分析了阻尼钢板的材料、几何尺寸、热处理方式、钢板的层数、安装预压缩量及工作过程中的变形量等因素对阻尼器阻尼性能的影响;并且对单自由度隔振系统的动力学特性和非线性性能进行了分析，对含有干摩擦阻尼器的系统模型进

4、行了定性和定量研究，得出自由振动状态下的相轨线与自由振动及正弦激励下的响应;提出了利用相对刚度和相对位移的关系曲线来计算任意一种厚度多层钢板在隔振过程中的迟滞回线的新的分析方法，并由此计算出多层钢板在振动过程中耗散的能量。研究结果表明，利用该方法计算出的结果与实验结果基本一致。关键词阻尼器:多层钢板;迟滞;实验研究;性能分析哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractTheprojectinthispaperisfundedbyNationalNaturalScienceFoundationo

5、fChina(No.50275030).InMechanicalEngineeringfield,theproblemsofvibrationinequipmentsareinevitablycausedbythefactors,suchastheprecisionofassembling,materialstructure,andworkingcondition.Thiskindfvibrationisharmfultotheworkingperformanceofequipments.The

6、refore,itisoneofkeyproblemsresearchedbymechanicalspecialiststoreducetheefectofvibration.Inspecialworkingcondition,especiallyinaerospaceandastronauticcondition,thesatisfiedresultsofreducingvibrationanditseffectscannotbeaccessedbyoptimizinganddynamicba

7、lancingmethod.Practically,thewaytousedamperagainstvibrationisarealizableandeffectivevariant.Butitcannotsatisfytheneedsfromnationaldefenseandastronauticusesbecauseofthelimitsofnaturalcharacteristicsofmaterials.Inthisresearch,akindofnewtypeisolatorwith

8、multilayersteelplatesispromotedandresearchatthepointsofstaticanddynamicmechanicstheoreticallyandexperimentally.Thiskindofdamperhasmanyadvantagessuchassimplestructure,goodcapabilityofloading,gooddampingperformance,abilityofbearinghightemperature.Asare