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文檔簡介
1、計算機(jī)技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于社會生活的各個領(lǐng)域,作為計算機(jī)系統(tǒng)的外部存儲設(shè)備,硬盤驅(qū)動器(Hard Disk Drive,簡稱硬盤)技術(shù)取得了迅速的發(fā)展。隨著硬盤容量和磁盤轉(zhuǎn)速的不斷提升,對硬盤驅(qū)動器的讀寫精度和可靠性提出了更高的要求,因此對硬盤驅(qū)動器的動態(tài)性能的研究顯得越來越突出,尤其是其振動特性已經(jīng)成為硬盤設(shè)計的最重要的技術(shù)指標(biāo)之一。 為了改善和提高硬盤抗沖擊振動的能力,有必要分析硬盤的結(jié)構(gòu)動力學(xué)特性,特別是硬盤傳動系統(tǒng)的振動
2、特性,從而找到影響硬盤抗沖擊振動性能的結(jié)構(gòu)因素。本文首先引入狀態(tài)空間的理論,綜合模態(tài)分析與狀態(tài)空間法的優(yōu)勢,通過對單自由度系統(tǒng)和三自由度系統(tǒng)振動方程的分析,得到了一種基于模態(tài)狀態(tài)空間法的研究多自由度系統(tǒng)結(jié)構(gòu)動力學(xué)問題的方法。對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)的動力學(xué)問題,我們需要借助計算機(jī)分析軟件ANSYS和MATLAB來進(jìn)行分析仿真。首先對經(jīng)常研究的懸臂梁模型,利用有限元分析軟件ANSYS建立懸臂梁的有限元模型,通過對懸臂梁模型的模態(tài)分析,得到了對結(jié)構(gòu)分析
3、設(shè)計有重要意義的固有頻率和振型。在實(shí)際應(yīng)用中,用簡化的低階模型進(jìn)行系統(tǒng)的分析和設(shè)計不但可以減少計算時間和降低控制系統(tǒng)設(shè)計的復(fù)雜性,還能夠?qū)υ到y(tǒng)模型的動態(tài)性能有更深刻的了解和認(rèn)識。因此,在對懸臂梁全階模型動態(tài)響應(yīng)分析的同時,又對懸臂梁模型進(jìn)行了降階分析,首先對比例阻尼系統(tǒng)各階模態(tài)的dc增益排序,再選取前幾階重要模態(tài),得到了簡化的懸臂梁降階模型,通過對全階模型和降階模型的動態(tài)響應(yīng)的比較,驗(yàn)證了該方法在降低模型階次的同時可以保證分析的準(zhǔn)確性
4、。之后又對復(fù)雜的硬盤傳動系統(tǒng)的動力學(xué)建模、模型降階與動態(tài)響應(yīng)等問題進(jìn)行了分析。同樣利用ANSYS軟件建立有限元模型,模態(tài)分析得到了固有頻率和振型。利用模態(tài)分析的特征值和特征向量建立狀態(tài)空間模型,用MATLAB軟件對傳動系統(tǒng)模型的各階模態(tài)的相對重要性進(jìn)行排序,通過模型降階得到包含8階模態(tài)的降階模型,分別對包含50階模態(tài)的全階模型和包含8階模態(tài)的降階模型的動態(tài)響應(yīng)分析結(jié)果表明,降階模型在簡化分析計算的同時仍能保持系統(tǒng)總體動態(tài)響應(yīng)的準(zhǔn)確性。最
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