基于磁流變技術(shù)的變慣量飛輪吸振研究.pdf

1、在動力傳動系統(tǒng)中，發(fā)動機的曲軸、機床主軸或其它傳動裝置在工作時，會由于制造、安裝誤差以及工作環(huán)境的變化，不可避免會出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)振動，這種振動不僅會產(chǎn)生噪聲、降低傳動精度，嚴重時會造成傳動軸疲勞失效，造成嚴重的后果。在動力傳動系統(tǒng)中安裝扭轉(zhuǎn)減振器，是一種有效消除與隔離扭轉(zhuǎn)振動的措施。隨著動力傳動系統(tǒng)向高速重載方向發(fā)展，傳動系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)振動愈加劇烈，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)，實現(xiàn)對扭轉(zhuǎn)振動的抑制，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飛輪，實現(xiàn)對線性振動的抑制，有較好的效果，當(dāng)應(yīng)用于扭轉(zhuǎn)振動抑制時，實現(xiàn)較為困難。迫切需要一種結(jié)構(gòu)簡單、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)時間短、阻尼可調(diào)以及耗能較少等優(yōu)點。為此，本文針對現(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式變慣量飛

3、輪，其不但具有被動式變慣量飛輪結(jié)構(gòu)簡單的特點，而且也能實現(xiàn)不同工況下轉(zhuǎn)動慣量的調(diào)節(jié)與控制，通過理論分析和試驗，研究了磁流變變慣量飛輪轉(zhuǎn)動慣量的有效性，研究結(jié)果對于解決動力傳動系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)振動問題具有重要的意義。
　　本文的工作主要有以下幾個方面：
　?、俳⒘司哂袆恿ξ衿鞯男D(zhuǎn)式二自由度動力學(xué)模型，分析了動力吸振器參數(shù)變化對主系統(tǒng)振動的影響，研究了系統(tǒng)在不同激勵下，吸振效果最優(yōu)時的飛輪轉(zhuǎn)動慣量大小。
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4、于磁流變技術(shù)的變慣量飛輪設(shè)計方法。通過力學(xué)分析推導(dǎo)出轉(zhuǎn)動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)動慣量的關(guān)系。
　?、鄄捎枚嗄繕?biāo)遺傳算法對磁流變變慣量飛輪進行了優(yōu)化設(shè)計，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)二自由度動力學(xué)模型，對磁流變變慣量飛輪對主系統(tǒng)抑制的效果與控制策略進行分析。
　?、苎兄屏舜帕髯冏儜T量飛輪樣機，并對樣機性能進