基于减振垫动力特性的电动机减振技术研究

摘要

弹性支撑对于工作在特殊环境下的旋转机械具有重要的作用，较为突出的代表是风力发电机与海上钻井平台，由于其工作环境的限制，需要通过弹性支撑减小外界引起的振动，避免事故的发生。基于此本文以电动机为研究对象，对弹性支撑减振参数进行优化，提供了一种系统的分析方法。本文研究内容有以下几个方面:
　　(1)基于减振垫的工作原理及其动力学特性，对减振垫设计的步骤做出了详细的说明，通过理论上的计算方法，计算出不同的减振效率需要的减振垫的刚度大小，得到对应的刚度值，从而推导出减振垫弹性模量大小，并为后续仿真实验奠定了基础。
　　(2)对电动机三维模型进行了建模分析，建立了不同网格质量的有限元模型。对比不同网格质量对模态的影响，采用中等质量的网格划分方法能够得到和采用高等质量网格相同的效果，并且所采用的仿真时间减少，能够降低时间成本，以此分别对电动机转子、定子、电动机整体模态进行分析，得到电动机各部件及整体的振动情况。
　　(3)首先对电动机-减振垫系统进行动力学分析，得到减振垫不同刚度值对电动机-减振垫系统整体固有频率的影响;然后对多体动力学软件进行了简单的介绍，列举常见的多体动力学软件及其特点，使用ADAMS可以自动对每一个减振参数进行设定，得到电动机-减振垫系统加速度有效值，能够快速找到在电动机工作转速条件下使用减振垫的最优刚度范围。
　　(4)通过得到的减振垫刚度优化参数范围选取减振垫进行实验，验证了在转速频率为30HZ的情况下，添加优化得到的减振刚度对电动机整体的振动有所降低，并得到了电动机在不同的工作转速下，需要添加不同的减振垫以达到减振效果的结论。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 减振技术研究现状

1．3 论文研究的主要内容

1．4 本章小结

第二章 减振垫工作原理与动力特性分析

2．1 减振的基本原理与方法

2．2 减振垫设计方案

2．2．1 减振垫设计的一般步骤

2．2．2 减振垫的设计方法

2．3 减振垫动力特性参数计算

2．3．1 减振单元刚度计算

2．3．2 减振垫仿真参数确定

2．4 本章小结

第三章 电动机有限元建模与系统动力特性分析

3．1 基于SOLIDWORKS的电动机系统物理建模

3．2 电动机有限元建模

3．2．1 有限元模型简化原则

3．2．2 有限元模型网格划分

3．3 电动机振动特性仿真分析

3．3．1 模态分析基本原理

3．3．2 电动机转子模态分析

3．3．3 电动机定子模态分析

3．3．4 电动机整机模态分析

3．4 本章小结

第四章 基于多体动力学的电动机减振参数优化

4．1 电动机-减振垫系统振动特性分析

4．2 多体动力学理论介绍

4．2．1 多体动力学研究情况

4．2．2 多体系统的建模方法

4．2．3 多体系统动力学方程建立

4．3 多体系统动力学仿真软件介绍

4．3．1 多体系统动力学仿真软件概况

4．3．2 ADAMS软件的特点

4．4 基于ADAMS软件的减振参数优化分析

4．4．1 ADAMS和SOLIDWORKS联合仿真

4．4．2 电动机系统减振参数优化

4．5 本章小结

第五章 含减振垫的电动机实验与分析

5．1 电动机减振实验设备

5．2 电动机减振实验方案

5．3 电动机减振实验结果及分析

5．3．1 实验中减振垫几何参数确定

5．3．2 实验结果分析

5．4 小结

第六章 结论和展望

6．1 研究结论

6．2 展望

参考文献

致谢

附录：攻读学位期间参研项目发表的研究成果