主被动复合式隔振器设计及性能实验研究

摘要

伴随着科技的不断进步，机械设备越来越向大型化、高速化的方向发展，同时人们对振动的要求也越来越高，传统的隔振设备已不能完全满足减振性能的要求。针对目前的隔振器存在的优缺点，结合相关的振动理论知识和自动控制原理，本文研制了一款基于四轴惯性式电磁激振器的双层主被动复合式隔振器。
　　为了实现振动主动控制的功能，本文专门研制了一款四轴惯性式电磁激振器。此处以电磁激振器的动力学理论基础为切入点对其进行了动力学分析，并分析了影响电磁激振器输出力的相关材料及参数。首先，为了得到最优的结构参数，本文利用电磁场有限元分析软件 ANSOFT对激振器的磁路进行了仿真分析；然后，对电磁激振器的散热不良问题进行了设计，提出了冷却的方案及计算结果；在此基础上设计并制造出激振器的样机，最后对激振器的样机进行了性能测试。
　　本文根据振动的理论知识研制出双层隔振器的被动隔振部分，通过限元分析软件ANSYS对其结构进行了应力和模态响应仿真。最后将研制出的主动隔振部分与被动隔振部分组装在一起，构成整台主被动复合式隔振器的样机。在此基础之上，通过实验分别测试了激振器的输入电压与动子的加速度响应之间的传递函数hi、激振器的输入电压与中间隔振板的加速度响应之间的传递函数gij、激振器的动子加速度与中间隔振板的加速度响应之间的传递函数H ij，通过对实验数据的拟合处理进一步了解了该装置的性能；此外通过仿真的方法对整台隔振器的隔振性能进行了研究，并与前面的实验结果相对比，提出了改进的建议，为下一步工作奠定了基础。

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第1章 绪论

1.1 引言

1.2 振动主动控制技术的发展

1.3 隔振器的发展现状

1.4 本文的研究内容

第2章 四轴惯性式电磁激振器的设计

2.1 激振器的分类及选择

2.2 电磁激振器的动力学理论基础

2.3 电磁激振器的原理及整体结构设计

2.4 电磁激振器磁材料的选取及磁路分析

2.5 电磁激振器的冷却设计

2.6 激振器样机结构设计

2.7 电磁激振器失真度测试实验

2.8 本章小结

第3章 主被动复合式隔振器的设计

3.1 现有隔振技术的发展及局限性

3.2 主被动复合式隔振器的隔振机理

3.3 主被动复合式隔振器的具体实施方式

3.4 主被动复合式隔振器的样机研制

3.5 中间板及橡胶减振器的有限元仿真

3.6 主被动复合式隔振器的有限元仿真

3.7 整台双层主被动复合式隔振器的组装加工

3.8 本章小结

第4章 主被动复合式隔振器传递函数测试实验

4.1 连续控制系统的数学模型

4.2 主被动复合式隔振器传递函数描述

4.3 电磁激振器自身传递函数的测试实验

4.4 主被动复合式隔振器传递函数的测试实验（一）

4.5 主被动复合式隔振器传递函数的测试实验（二）

4.6 主被动复合式隔振器传递函数实验数据对比分析

4.7 本章小结

第5章 主被动复合式隔振器隔振性能实验

5.1 主被动复合式隔振器隔振性能测试实验

5.2 主被动复合式隔振器隔振性能仿真

5.3 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢