深井式立體車庫升降平臺模態(tài)分析與振動控制.pdf

1、升降平臺是深井式立體車庫運輸結構的一部分，升降平臺的振動對整個運輸系統(tǒng)的安全性、噪聲輻射及所載車輛的安全性有很大的影響。研究升降平臺桁架的動態(tài)特性，對整個系統(tǒng)的振動、噪聲控制以及節(jié)能方面都有重要的作用。
　　本研究以PSC8CK-4ZT型車庫為藍本，采用有限元軟件ANSYS的模態(tài)分析功能與建立數(shù)學模型求解模態(tài)相結合的方法，運用模態(tài)分析理論與技術來對升降平臺桁架結構進行模態(tài)分析。針對升降平臺在運行過程中存在的豎直方向的振動和水平方向

2、的橫向振動問題，提出了改進措施并進行了分析，得到了較好的改進效果。具體的研究內容如下：
　　(1)從機械振動學的理論出發(fā)，介紹單自由度系統(tǒng)與多自由度系統(tǒng)機械振動模態(tài)分析法，并闡述了粘性阻尼對系統(tǒng)振動的影響，以及阻尼率、損耗因子與振動能量的關系。
　　(2)對升降平臺系統(tǒng)進行分析的基礎上，運用機械振動系統(tǒng)的基本原理與方法，把車庫升降平臺的振動分解為齒輪齒條傳動系統(tǒng)的振動與桁架結構的振動。
　　(3)對于齒輪齒條傳動系統(tǒng)，

3、由于齒條緊固在車庫墻壁上靜止不動，所以齒輪齒條傳動系統(tǒng)的振動客觀表現(xiàn)為齒輪的振動。為分析實際工況下齒輪的動態(tài)特性，在ANSYS中對齒輪進行模態(tài)求解。提取齒輪前6階模態(tài)，并將前6階固有頻率與齒輪轉動頻率相比較，齒輪最低階固有頻率遠遠大于齒輪轉動頻率，因此齒輪齒條的振動不是由共振引起的，而是齒輪工作時自身轉動引起的振動。
　　(4)液壓馬達輸出的簡諧激勵力驅動齒輪在齒條上轉動，對齒輪齒條傳動系統(tǒng)建立動力學模型，由于金屬剛性結構內部阻尼

4、非常小， 結構鋼的能量損耗因子為-41?10，在忽略阻尼的情況下求解其振動函數(shù)(同時不考慮齒輪齒條安裝誤差、齒距誤差的影響)，并繪制客觀的時域函數(shù)圖，發(fā)現(xiàn)其穩(wěn)態(tài)振動幅度為0.22mm，而在加阻尼材料的情況下，穩(wěn)態(tài)振動幅度只有0.06mm。
　　(5)利用ANYSY的模態(tài)分析功能，根據(jù)實際工況施加邊界約束條件，求解由于液壓馬達轉動引起的不平衡力作用下的桁架結構的諧響應，結果顯示其水平方向累積總變形量為8.36mm，桁架水平

5、兩端梁在工況下的振幅為0.35mm。
　　(6)升降平臺水平橫向振動控制依賴于與齒條接觸的剛性靠背輪機構，為減小升降平臺水平方向振動幅度，把剛性靠背輪機構滾輪的材料由結構鋼改為阻尼合金，然后用ANSYS進行仿真，較之原先的桁架水平方向累積變形量的8.36mm，桁架水平兩端梁振幅的0.35mm，具有阻尼的背輪機構的桁架水平方向累積總變形量為1.76mm，桁架水平兩端梁的振幅為0.22mm。
　　試驗運行表明，在齒輪齒條輪齒上涂