一种柔性机构的内部支架位置对其振动特性的影响

摘要

随着人们对振动和噪声的日益关注以及对舒适性要求的提高，减振降噪结构的研究已经成为人们关注的热点。本文主要以一种含有支架的柔性机构为对象，研究了其内部的支架位置对其振动特性的影响，同时分析了具有减振降噪特性的V字板结构的声学性能。具体研究内容如下:
　　首先，在ANSYS平台上，对一种含有支架的柔性机构进行有限元建模仿真分析，在有阻尼和无阻尼两种工况下，研究了柔性机构内部支架的位置对机构振动特性的影响。同时应用最小二乘法拟合了柔性机构内部支架位置变化对传递函数和固有频率的影响曲线，给出了拟合关系公式。其中柔性机构内部支架位置变化包括:固定水平坐标值在一定范围内改变铅垂坐标值和固定铅垂坐标值在一定范围内改变水平坐标值两种情况。
　　其次，本文运用摄动理论以及逆摄动理论研究了柔性机构的振动特性。首先运用有限单元理论，推导出柔性机构的质量矩阵及其刚度矩阵;然后运用摄动理论推导出机构几何参数发生微小变化时，机构参数与固有频率之间的关系式，并利用逆摄动理论推导出在频率约束下柔性机构几何参数的优化算法;最后运用摄动以及逆摄动理论对具体的算例进行计算，通过比较分析可知，应用摄动和逆摄动理论的计算结果和ANSYS有限元建模仿真分析结果基本相符。
　　最后运用振型叠加原理以及声学基本理论分析了具有减振降噪特性的V字板结构的声学性能，并运用MATLAB对具体的算例编程研究不同结构参数对结构的声学性能的影响。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题研究的背景及意义

1．2 减振降噪结构概述

1．2．1 柔性机构及其研究现状

1．2．2 其它结构的研究与发展

1．3 结构优化方法

1．4 本文的研究思路及主要研究内容

2 基础理论

2．1 机械振动基础

2．1．1 动力响应分析

2．1．2 传递函数

2．1．3 摄动法

2．2 有限单元法基础

2．2．1 有限单元法

2．2．2 平面梁单元和薄板单元的单元刚度阵

2．2．3 平面梁单元和薄板单元的单元质量阵

2．2．4 结构整体刚度矩阵的集成

2．3 声学基础

2．3．1 速度势

2．3．2 传声损失

2．4 本章小结

3 含有支架的柔性机构振动特性分析

3．1 有限元仿真分析

3．1．1 有限元建模

3．1．2 有限元求解

3．1．3 计算结果分析与整理

3．2 数值分析

3．2．1 机构传递函数

3．2．2 机构内部支架位置变化对传递函数和固有频率的影响

3．3 本章小结

4 柔性机构振动特性分析的摄动及逆摄动方法

4．1 柔性机构固有频率问题的摄动分析

4．1．1 摄动理论

4．1．2 求解机构整体刚度矩阵和质量矩阵

4．1．3 算例分析

4．2 柔性机构固有频率反问题的逆摄动分析

4．2．1 逆摄动理论

4．2．2 算例分析

4．3 本章小结

5 其它结构的声学性能分析

5．1 理论部分

5．2 算例分析

5．3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢