升降平台是深井式立体车库运输结构的一部分,升降平台的振动对整个运输系统的安全性、噪声辐射及所载车辆的安全性有很大的影响。研究升降平台桁架的动态特性,对整个系统的振动、噪声控制以及节能方面都有重要的作用。本研究以PSC8CK-4ZT型车库为蓝本,采用有限元软件ANSYS的模态分析功能与建立数学模型求解模态相结合的方法,运用模态分析理论与技术来对升降平台桁架结构进行模态分析。针对升降平台在运行过程中存在的竖直方向的振动和水平方向的横向振动问题,提出了改进措施并进行了分析,得到了较好的改进效果。具体的研究内容如下:(1)从机械振动学的理论出发,介绍单自由度系统与多自由度系统机械振动模态分析法,并阐述了粘性阻尼对系统振动的影响,以及阻尼率、损耗因子与振动能量的关系。(2)对升降平台系统进行分析的基础上,运用机械振动系统的基本原理与方法,把车库升降平台的振动分解为齿轮齿条传动系统的振动与桁架结构的振动。(3)对于齿轮齿条传动系统,由于齿条紧固在车库墙壁上静止不动,所以齿轮齿条传动系统的振动客观表现为齿轮的振动。为分析实际工况下齿轮的动态特性,在ANSYS中对齿轮进行模态求解。提取齿轮前6阶模态,并将前6阶固有频率与齿轮转动频率相比较,齿轮最低阶固有频率远远大于齿轮转动频率,因此齿轮齿条的振动不是由共振引起的,而是齿轮工作时自身转动引起的振动。(4)液压马达输出的简谐激励力驱动齿轮在齿条上转动,对齿轮齿条传动系统建立动力学模型,由于金属刚性结构内部阻尼非常小,结构钢的能量损耗因子为-41?10,在忽略阻尼的情况下求解其振动函数(同时不考虑齿轮齿条安装误差、齿距误差的影响),并绘制客观的时域函数图,发现其稳态振动幅度为0.22mm,而在加阻尼材料的情况下,稳态振动幅度只有0.06mm。(5)利用ANYSY的模态分析功能,根据实际工况施加边界约束条件,求解由于液压马达转动引起的不平衡力作用下的桁架结构的谐响应,结果显示其水平方向累积总变形量为8.36mm,桁架水平两端梁在工况下的振幅为0.35mm。(6)升降平台水平横向振动控制依赖于与齿条接触的刚性靠背轮机构,为减小升降平台水平方向振动幅度,把刚性靠背轮机构滚轮的材料由结构钢改为阻尼合金,然后用ANSYS进行仿真,较之原先的桁架水平方向累积变形量的8.36mm,桁架水平两端梁振幅的0.35mm,具有阻尼的背轮机构的桁架水平方向累积总变形量为1.76mm,桁架水平两端梁的振幅为0.22mm。试验运行表明,在齿轮齿条轮齿上涂阻尼材料以及把刚性背轮机构改为有一定阻尼的背轮机构,可以有效减小升降平台运行过程中的振动幅度以及振动产生的噪声。