基于磁流變技術(shù)的變慣量飛輪吸振研究.pdf

1、在動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中，發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸、機(jī)床主軸或其它傳動(dòng)裝置在工作時(shí)，會(huì)由于制造、安裝誤差以及工作環(huán)境的變化，不可避免會(huì)出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，這種振動(dòng)不僅會(huì)產(chǎn)生噪聲、降低傳動(dòng)精度，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成傳動(dòng)軸疲勞失效，造成嚴(yán)重的后果。在動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中安裝扭轉(zhuǎn)減振器，是一種有效消除與隔離扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的措施。隨著動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)向高速重載方向發(fā)展，傳動(dòng)系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)愈加劇烈，迫切需要一種新的扭轉(zhuǎn)減振技術(shù)，傳統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)減振器難以滿足這種需要。目前扭轉(zhuǎn)減振器的研究主要通過調(diào)整彈

2、性元件與阻尼元件參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的抑制，但這種調(diào)整無法自適應(yīng)調(diào)整，或適應(yīng)性方面受到限制。近年來，有學(xué)者提出采用變慣量思想的主動(dòng)飛輪，實(shí)現(xiàn)對(duì)線性振動(dòng)的抑制，有較好的效果，當(dāng)應(yīng)用于扭轉(zhuǎn)振動(dòng)抑制時(shí)，實(shí)現(xiàn)較為困難。迫切需要一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能耗低、易于控制的變慣量飛輪。磁流變液是一種響應(yīng)快、可控的智能材料。磁流變減振器具有響應(yīng)時(shí)間短、阻尼可調(diào)以及耗能較少等優(yōu)點(diǎn)。為此，本文針對(duì)現(xiàn)有變慣量飛輪存在的問題，基于磁流變技術(shù)提出了一種新型半主動(dòng)式變慣量飛

3、輪，其不但具有被動(dòng)式變慣量飛輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，而且也能實(shí)現(xiàn)不同工況下轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的調(diào)節(jié)與控制，通過理論分析和試驗(yàn)，研究了磁流變變慣量飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的有效性，研究結(jié)果對(duì)于解決動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)問題具有重要的意義。
　　本文的工作主要有以下幾個(gè)方面：
　?、俳⒘司哂袆?dòng)力吸振器的旋轉(zhuǎn)式二自由度動(dòng)力學(xué)模型，分析了動(dòng)力吸振器參數(shù)變化對(duì)主系統(tǒng)振動(dòng)的影響，研究了系統(tǒng)在不同激勵(lì)下，吸振效果最優(yōu)時(shí)的飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大小。
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4、于磁流變技術(shù)的變慣量飛輪設(shè)計(jì)方法。通過力學(xué)分析推導(dǎo)出轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與磁流變阻尼力和轉(zhuǎn)速的數(shù)學(xué)模型，分析了磁流變阻尼器的阻尼力、彈簧剛度與飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的關(guān)系。
　　③采用多目標(biāo)遺傳算法對(duì)磁流變變慣量飛輪進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，確定了關(guān)鍵結(jié)構(gòu)尺寸。建立了磁流變變慣量飛輪理論慣量計(jì)算模型，結(jié)合單自由度扭轉(zhuǎn)主系統(tǒng)建立了扭轉(zhuǎn)二自由度動(dòng)力學(xué)模型，對(duì)磁流變變慣量飛輪對(duì)主系統(tǒng)抑制的效果與控制策略進(jìn)行分析。
　?、苎兄屏舜帕髯冏儜T量飛輪樣機(jī)，并對(duì)樣機(jī)性能進(jìn)