大型懸掛式慣性振動(dòng)設(shè)備若干關(guān)鍵問(wèn)題研究.pdf

1、本文以大型懸掛式慣性振動(dòng)設(shè)備——高方平篩為研究對(duì)象，針對(duì)其運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的有害振動(dòng)和結(jié)構(gòu)破壞，運(yùn)用非線性彈性力學(xué)理論、交流電機(jī)瞬態(tài)分析理論和數(shù)值模擬技術(shù)對(duì)高方平篩柔性吊桿非線性彈性特性、系統(tǒng)整體動(dòng)力學(xué)特性、起動(dòng)和停車多場(chǎng)耦合瞬態(tài)過(guò)程、結(jié)構(gòu)破壞原因和動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法等關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了深入的研究和探索。為高方平篩這類懸掛式振動(dòng)機(jī)械的動(dòng)態(tài)分析、有害振動(dòng)抑制和慣性激振裝置設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。主要內(nèi)容如下:
　　1.針對(duì)大型懸掛式振動(dòng)設(shè)備關(guān)鍵懸吊彈

2、性部件——柔性吊桿的非線性彈性特性進(jìn)行了研究。建立了柔性吊桿軸向受力橫向大變形非線性梁力學(xué)模型?？紤]梁軸線可伸長(zhǎng)、大轉(zhuǎn)角和大變形導(dǎo)致的幾何非線性，并將力平衡方程建立在梁大變形的構(gòu)形基礎(chǔ)上，得到了軸向受力橫向大變形梁非線性微分控制方程組。通過(guò)數(shù)值模擬，分析了軸向力、橫向力和梁兩端邊界條件對(duì)梁變形的影響規(guī)律;得到了柔性吊桿自由端橫向和軸向變形非線性彈性特性曲線，為懸掛式振動(dòng)設(shè)備的動(dòng)力學(xué)建模提供理論基礎(chǔ)。
　　2.提出了剛?cè)狁詈系母叻狡?/p>

3、篩系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模方法。分析了四組吊桿束變形運(yùn)動(dòng)與篩體剛體運(yùn)動(dòng)的幾何約束關(guān)系，建立了慣性振動(dòng)設(shè)備的非線性動(dòng)力學(xué)模型，給出了系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)振幅和低階固有頻率的計(jì)算方法。采用有限元方法，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了模態(tài)分析和動(dòng)力學(xué)響應(yīng)分析，并對(duì)篩體穩(wěn)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行了測(cè)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了理論分析。
　　3.針對(duì)高方平篩在起動(dòng)階段存在的共振現(xiàn)象，對(duì)采用自調(diào)式慣性激振方式的系統(tǒng)起動(dòng)多場(chǎng)耦合瞬態(tài)過(guò)程進(jìn)行了研究?？紤]柔性吊桿束自由端橫向剛度非線性、異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬態(tài)過(guò)

4、程和滾動(dòng)軸承摩擦，建立了系統(tǒng)起動(dòng)瞬態(tài)過(guò)程的剛、柔、電多場(chǎng)耦合數(shù)學(xué)模型。分析了原激振方式下起動(dòng)瞬態(tài)共振的產(chǎn)生、發(fā)展和衰減過(guò)程，揭示了自調(diào)式激振方式對(duì)起動(dòng)瞬態(tài)共振的抑制機(jī)理。在深入分析自調(diào)式激振裝置各參數(shù)對(duì)起動(dòng)瞬態(tài)共振影響基礎(chǔ)上，提出了一種新的剛度可變自調(diào)式慣性激振方式，該激振方式不但能進(jìn)一步減小起動(dòng)階段最大瞬態(tài)振幅，還能降低減振效果對(duì)相關(guān)參數(shù)的敏感度，提高減振穩(wěn)健性。
　　4.針對(duì)高方平篩在停車階段存在的共振現(xiàn)象，對(duì)采用自調(diào)式慣性激

5、振的系統(tǒng)停車瞬態(tài)過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬研究?？紤]異步電動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)機(jī)械特性，分析了原激振方式下停車瞬態(tài)共振的產(chǎn)生機(jī)理，揭示了自調(diào)式激振方式對(duì)停車瞬態(tài)共振的抑制機(jī)理和影響因素。研究了新型激振方式下系統(tǒng)停車瞬態(tài)過(guò)程，新型激振方式能同時(shí)使起動(dòng)和停車階段瞬態(tài)共振獲得較好的抑制效果，為慣性振動(dòng)機(jī)械瞬態(tài)共振的抑制提供了一種新思路。
　　5.對(duì)高方平篩的動(dòng)強(qiáng)度和動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了研究。采用有限元方法進(jìn)行了結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析，找到了結(jié)構(gòu)破壞的主要原因。分析