【摘 要】
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面对日益严峻的振动问题,采用单独变量来评估振动有一定的弊端,而振动功率流法涉及到力和速度两个变量,成为现阶段研究振动问题的新宠,同时,有限单元法是工程上常用的数值分析方法
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面对日益严峻的振动问题,采用单独变量来评估振动有一定的弊端,而振动功率流法涉及到力和速度两个变量,成为现阶段研究振动问题的新宠,同时,有限单元法是工程上常用的数值分析方法,它的应用,使复杂的工程求解问题易于实现,并且能保证一定的可靠性。本文以仿真设备转台结构为研究对象,用基于有限元的振动功率流法来评估转台结构的振动,研究振动能量在转台结构中的传递形式。本文从以下几个方面详细展开:第一,基于振动功率流的理论公式,从有限元动力学响应方程出发,得到连续体功率流的计算公式。第二,对转台关键零部件进行振动分析研究。基于转台结构特点,将转台结构简化为板壳和板壳与实体组合结构,并利用有限元软件ABAQUS,分别对板壳结构的台板和板壳与实体结构组合的轴系进行振动能量传递的仿真研究。同时探讨板壳的结构参数对功率流传递的影响以及连接板壳与实体的螺栓预紧力对界面功率流损耗的影响。对板壳结构进行功率流实验研究,将其与仿真功率流对比分析,说明仿真功率流的可靠性。第三,对转台整体结构进行振动分析研究。首先对转台关键部件进行简化处理,尤其是作为耗能元件的轴承,建立其刚度矩阵,并在ABAQUS中进行简化,然后进行功率流求解,依据各零部件的功率流的传递路径和相应点的功率流曲线图,得到功率流在转台各个部件之间传递的路径。之后对转台施加阻尼器,研究振动控制问题。第四,对功率流进行可视化研究。基于面向对象的Python语言,对ABAQUS进行后处理二次开发,将功率流作为场变量,在后处理模块得到功率流的云图,并且能够读取相应点的功率流数值,实现振动功率流的可视化研究。本文基于有限元研究转台振动功率流特性,研究一些参数对功率流的影响,这为转台的减振提供一定依据。
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