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文檔簡介
1、工程車輛工作環(huán)境和作業(yè)工況惡劣,作業(yè)時產(chǎn)生嚴(yán)重的振動與噪聲,會對車輛、周邊環(huán)境及駕駛員產(chǎn)生負(fù)面影響。因此,工程車輛的振動問題已成為我國高品質(zhì)裝備設(shè)計、制造亟待深入研究的一類重要課題。
粘彈性緩沖結(jié)構(gòu)具有較高的振動耗散能力,且結(jié)構(gòu)簡單,維護(hù)成本低,被廣泛應(yīng)用在工程車輛的振動與噪聲控制領(lǐng)域。由于粘彈性材料力學(xué)性能的“彈阻”共存特性以及顯著的溫頻依賴性,其精確的動態(tài)建模成為該類結(jié)構(gòu)設(shè)計和減振分析的重要環(huán)節(jié)?;谌侄x的分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù)可
2、準(zhǔn)確描述系統(tǒng)函數(shù)演化的歷史依賴性,已被廣泛應(yīng)用到粘彈性建模中,所需參數(shù)較少,且對粘彈性動態(tài)力學(xué)性能實(shí)驗數(shù)據(jù)具有良好的擬合性。本文研究以粘彈性緩沖結(jié)構(gòu)動態(tài)分析的基本單元—粘彈性振子為研究對象,綜合粘彈性力學(xué)理論和分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù)理論,建立了粘彈性振子系統(tǒng)動力學(xué)和粘彈性材料溫頻等效的分?jǐn)?shù)階模型,并分析討論了分?jǐn)?shù)階模型的阻尼特性。主要研究工作有:
?。?)提出了構(gòu)建考慮形狀參數(shù)的分?jǐn)?shù)階粘彈性振子(FVEO)系統(tǒng)動力學(xué)模型的一般方法及相應(yīng)的數(shù)
3、值方法,建立了三種典型FVEO的動力學(xué)模型。以某300kW履帶車輛的粘彈性懸架(VES)為工程應(yīng)用實(shí)例,建立了其二自由度fVEO減振模型,并對減振效果和參數(shù)進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,VES的FVEO減振模型中歷史相關(guān)系數(shù)體現(xiàn)了粘彈性材料力學(xué)行為的長程相關(guān)性,幾何參數(shù)和分?jǐn)?shù)階數(shù)對減振效果有顯著影響。
(2)根據(jù)分?jǐn)?shù)階微積分理論的拉普拉斯變換原理,推導(dǎo)出FVEO系統(tǒng)的頻響函數(shù),獲得其幅頻特性函數(shù)和相頻特性函數(shù),討論了三種典型FVEO在
4、不同參數(shù)(包括固有頻率、分?jǐn)?shù)階數(shù)、形狀參數(shù)和阻尼比)下的頻響特性。結(jié)果表明,幅頻響應(yīng)存在諧峰值,相頻響應(yīng)存在轉(zhuǎn)折頻率,二者均受系統(tǒng)參數(shù)影響。
?。?)建立了粘彈性材料動態(tài)性能的分?jǐn)?shù)階時溫等效模型(FTTSPM),確定了基于實(shí)驗數(shù)據(jù)的參數(shù)識別方法,給出了基于FTTSPM構(gòu)建粘彈性材料動態(tài)性能主曲線和諾模圖的步驟,并與經(jīng)典WLF方程進(jìn)行了對比分析;對粘彈性材料開展了單軸循環(huán)拉伸實(shí)驗和動態(tài)機(jī)械性能測試(DMA實(shí)驗),獲得了材料的應(yīng)力-
5、應(yīng)變遲滯關(guān)系及其動態(tài)溫度譜和頻率譜。結(jié)果表明,F(xiàn)TTSPM的參數(shù)具有明確的物理含義,并與粘彈性材料的基本力學(xué)實(shí)驗數(shù)據(jù)緊密結(jié)合,其主曲線擴(kuò)展了粘彈性動態(tài)性能的預(yù)測范圍,且與理論預(yù)測值具有更好的一致性;諾模圖將粘彈性動態(tài)性能溫頻依賴的三維關(guān)系降到二維平面,簡化了表征復(fù)雜度,對粘彈性材料及其結(jié)構(gòu)的老化、蠕變和長期力學(xué)性能的加速預(yù)測具有一定理論參考價值。
?。?)針對某井下防爆膠輪車的振動問題開展應(yīng)用研究,開發(fā)了具有較高結(jié)構(gòu)損耗因子的雙
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