基于振动及能量耗散的轴向绳移系统边界阻尼控制

摘要

升降电梯，索道和传送带等常见工程设备的横向振动问题严重影响实际工程中的使用效果和安全性，这些工程设备的物理模型均可简化为轴向绳移系统。因此，对轴向绳移系统横向振动问题的研究就显得十分必要。
　　本文以轴向绳移系统为研究对象，首先给出了轴向绳移系统的简化力学模型，利用哈密顿原理建立系统动力学方程。其次结合有限元思想，提出绳移系统的横向位移响应及振动能量两种计算方法。接着基于传播波在绳系中反射的振动周期和固有振型规律，研究轴向绳移系统的固有频率公式，对比分析定长度和变长度两种绳移系统固有频率的差异，探讨张紧力和轴向移动速度的变化对绳移系统固有频率的影响。最后通过在系统边界处安装阻尼装置，研究系统横向振动的边界阻尼控制。基于绳移系统的边界力平衡方程和能量方程，研究反射波与入射波的幅值比值和能量比值关系，建立控制函数，确定边界阻尼系数范围以及阻尼系数最优值，达到绳移系统的横向振动控制目的。以上研究为工程轴向绳移系统设备的设计及分析提供理论基础。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 研究的背景及意义

1．2 轴向绳移系统理论研究现状

1．2．1 轴向绳移系统固有频率研究现状

1．2．2 轴向绳移系统横向振动控制研究现状

1．3 课题来源及主要研究内容

第二章 轴向绳移系统动力学建模

2．1 动力学建模方法概述

2．2 轴向绳移系统动力学建模

2．3 本章小结

第三章 轴向绳移系统横向位移响应及振动能量计算方法

3．1 轴向绳移系统振动求解概述

3．2 轴向绳移系统横向位移响应计算方法

3．2．1 经典的四阶Runge—Kutta方法

3．2．2改进的四阶Runge．Kutta方法

3．3 轴向绳移系统振动能量计算方法

3．4 本章小结

第四章 轴向绳移系统固有频率计算和分析

4．1 引言

4．2 轴向绳移系统简化物理模型

4．3 轴向绳移系统中的传播波

4．4 轴向绳移系统固有频率和受迫振动响应

4．4．1 定长度绳

4．4．2 变长度绳

4．5 本章小结

第五章 轴向绳移系统边界阻尼控制

5．1 引言

5．2 轴向绳移系统的边界阻尼控制模型

5．3 轴向绳移系统边界阻尼控制

5．4 边界阻尼计算

5．4．1 幅值衰减

5．4．2 能量耗散

5．4．3 边界阻尼系数范围和最优值

5．4．4 数值仿真及分析

5．5 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 工作总结

6．2 工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间学术活动及成果情况