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简析扭转橡胶扭转减振器特性

收藏本文 2024-04-09 点赞:10594 浏览:44057 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:曲轴扭转振动是引起发动机振动的主要理由,气缸压力所产生的周期变力矩会加速曲轴的疲劳,甚至引起曲轴断裂。匹配合适的曲轴扭转减振器是减少发动机扭转振动的有效措施之一。橡胶扭转减振器的传统设计历程中,在已知惯性环转动惯量和刚度情况下,需要制作多个手工样件进行试验测试,以中选出符合功能要求的减振器,增大了产品的开发周期和成本。本论文以某款发动机为探讨对象,建立了发动机曲轴系统模型,介绍了模型中部件的转动惯量、扭转刚度和阻尼等参数,并对引起曲轴扭转振动的激励力矩进行了浅析;基于L-excite软件计算了曲轴系统的模态振型、曲轴前端的振动扭转角位移。根据曲轴系统第一阶固有频率等效原理对曲轴系统进行简化,建立包含减振器的两自由度振动模型,结合动力吸振器原理及最优化参数策略,对扭转减振器的基本参数(惯性环转动惯量、扭转刚度和阻尼比)进行了优化,并对发动机扭转振动特性进行台架实验测试。仿真结果和实测结果的相对误差在工程设计允许范围之内,这表明该论述策略合理,简化模型可用于仿真浅析。对橡胶扭转减振器进行了静刚度测试,建立了模拟减振器动态特性的复刚度模型,给出了减振器的动刚度、损失角及阻尼的计算策略。在橡胶粘弹性模型Maxwell基础上,建立标准线性模型,该模型可以更好的描述橡胶减振器动刚度的频率相关性,并通过实验对模型中参数进行确认。橡胶减振器刚度的影响因素主要包括橡胶剪切模量和减振器结构尺寸,如橡胶接触宽度、橡胶压缩比和轮毂形状等。通过对这些影响因素进行探讨,建立了扭转减振器的刚度模型。通过对压缩状态下扭转减振器进行动刚度扫描,可反推橡胶的动态剪切模量,以而可得出该压缩状态下橡胶的动态剪切模量与频率的联系,指导产品开发生产。结合曲轴系统减振器匹配浅析结果,对橡胶扭转减振器允许的耗散功和最大橡胶剪应力进行了定义,这给橡胶减振器的结构优化提供参考。关键词:曲轴系统论文扭转振动论文橡胶扭转减振器论文动刚度论文耗散功论文

    摘要5-6

    Abstract6-11

    第一章 绪论11-17

    1.1 探讨背景和作用11-12

    1.2 国内外探讨近况12-16

    1.2.1 曲轴系统探讨近况12-14

    1.2.2 橡胶减振器特性探讨近况14-16

    1.3 主要工作内容16-17

    第二章 曲轴扭转振动的模型建立及扭振计算17-30

    2.1 前言17

    2.2 曲轴扭转振动模型的建立17-19

    2.3 发动机模型参数的确定19-22

    2.3.1 转动惯量的确定19

    2.3.2 刚度的确定19-21

    2.3.3 阻尼的确定21-22

    2.4 发动机激励22-24

    2.5 曲轴扭振计算浅析24-29

    2.5.1 基于 L-excite 多体动力学模型的建立24-26

    2.5.2 曲轴系统的模态振型26-27

    2.5.3 发动机临界转速27-28

    2.5.4 主谐次扭振角计算28

    2.5.5 滚振影响28-29

    2.6 本章小结29-30

    第三章 曲轴减振器的匹配优化及实测验证30-45

    3.1 前言30-31

    3.2 曲轴扭转减振器的匹配31-37

    3.2.1 曲轴系统第一阶固有频率等效31-32

    3.2.2 匹配扭转减振器两自由度系统模型32-35

    3.2.3 扭转减振器的匹配流程35-37

    3.3 计算结果37-39

    3.4 发动机实测浅析39-44

    3.4.1 测试样件及安装39-41

    3.4.2 实测结果41

    3.4.3 不同频率减振器的测试结果41-44

    3.5 本章小结44-45

    第四章 橡胶减振器刚度浅析45-57

    4.1 前言45-46

    4.2 橡胶减振器静态实验46-48

    4.2.1 橡胶材料静态拉伸46-47

    4.2.2 橡胶减振器静刚度测试47-48

    4.3 橡胶减振器动刚度48-51

    4.3.1 橡胶减振器复刚度模型48-50

    4.3.2 橡胶动刚度实验测试50-51

    4.4 动刚度的粘弹性模型51-56

    4.4.1 Maxwell 模型51-53

    4.4.2 标准线性模型53

    4.4.3 数学模型的确认53-56

    4.5 本章小结56-57

    第五章 橡胶减振器的参数化设计57-70

    5.1 前言57-58

    5.2 减振器的基本性能58-62

    5.2.1 减振器刚度影响因素之间的联系58

    5.2.2 减振器橡胶的硬度与剪切模量58-59

    5.2.3 减振器固有频率随橡胶硬度的变化59-62

    5.3 扭转减振器模型刚度的建立62-66

    5.3.1 橡胶减振器刚度介绍62

    5.3.2 建立减振器刚度模型62-65

    5.3.3 减振器刚度模型的运用65-66

    5.4 减振器结构设计指标66-69

    5.4.1 允许耗散功评价指标66-68

    5.4.2 橡胶最大剪应力评价指标68-69

    5.5 本章小结69-70

    总结与展望70-72

    探讨工作总结70-71

    探讨工作展望71-72

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