机械振动论文(机械振动分析及智能控制工程硕士论文)

1.机械振动分析及智能控制工程硕士论文

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超高频液压振动器及静压轴承机理的研究

液压振动技术是液压技术 新领域，高频液压振动又是 该领域的前沿课题，一直是人们研究的重点。由于不同的作业对象、作业条件，液 压振动器的振动能量 传递形式和工作机理不同。本文结合液压振动器在实际工程中的应 用，阐述液压振动器超高频振 动和波动理论。 本文系统的综述了国内外高频液压振动器 的的现状和发展趋势，通过对几种液 压振动器和液压调频器的方案分析，构思设计了回转调频器 式超高频液压振动器。对其机理进行了系 统的理论分析，确认超高频液压振动器能够实现无 级调频、振幅可控，证明回转阀式超高频 液压振动器方案的可行性，并提出了相关的设计原则和计 算方 法。在超高频液压振 动器系统中，为了减少由于高速往复运动造成的摩擦副间磨损和液压系统外泄 漏量，在油缸内壁和活塞杆接触 部分设计了静压轴承；分析了静压轴承与单向阀、小孔节流器的 承载原理，并结合实例进行 了详细的分析计算。通过对回转调频阀式振动油缸工作特性的观察 研究分析，采用四通滑阀代替回转 调频阀建立准确的数学模型，完成了整个系统动态分析和动 刚度特性分析。通过传递函数分析可 知，决定系统的主要性能参数有增益、固有频率、阻尼比等。 采用AMESim 仿真软件，建立了超高 频液压振动器的阀控缸仿真模型进行仿真分析，得到了回 转阀频率、负载质量、液压系统压 力及弹簧刚度改变时激振力、位移、速度和加速度的响应特性曲线。讨论 了决定系统特性的各 主要参数及其影响因素。仿真结果与理论分析基本一致，证明了超高频液 压振动器的设计是合理的，完全可行。

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2.机械振动的研究现状及发展趋势

20世纪70年代以来，电子技术和信号处理技术的迅猛发展，转子-轴承系统动力特性研究的不断深入，有力地促进了大型回转机械状态监测和故障诊断技术的发展，使大型回转机械状态监测和故障诊断技术水平不断提高。

大型回转机械状态振动监测和故障诊断技术主要包括转子振动监测系统开发、振动信号处理和分析技术、转子故障诊断技术等。

回转机械状态监测分为离线定期监测和在线监测两种方式。离线定期监测首先用磁带记录仪或数据采集器对转子振动信号进行收集。然后送入频谱分析仪如 CF940,SD375等进行分析。在线监测是不断地对机组各测点的振动信号进行记录、监测，一旦机组发生故障，可以得到机组当时的振动信号。国外非常注重大型回转机械状态监测和故障诊断设备的开发，无论是用于离线监测和在线监测都有比较成熟的产品供选用，如日本和丹麦生产的磁带记录仪，美国亚特兰大公司的M777便携式数据采集器，信号处理仪常见的是H P、B&K、小野公司的产品。在线监测系统主要由工业用微机系统和基于微机处理器的专用仪器组成，可同时对转子几十或几百通道的振动信号进行实时监测，如美·国本特利公司生产的TDM和DDM系列产品和亚特兰大公司生产的M6000系列产品等。国内一些大型企业引进了一些大型回转机械状态监测仪器，开阔了大家的眼界，促进了国内大型回转机械状态监测和故障诊断技术的开展。进口监测仪器的突出缺点是价格昂贵，维护和改进更新都很困难，因此不可能在我国推广普及，针对上述缺陷，国内一些科研机构和高等学校利用价格低而又灵活的个人计算机开发了一些转子监测和诊断系统。哈尔滨工业大学开发的“微机对机组振动监测和故障诊断系统MMMD一1”，西安交通大学与镇海石化总厂联合开发的“大型旋转机械计算状态监测及故障诊断系统”等，这些系统具有很高的性能价格比，与我国企业的实际情况紧密结合，有利于在我国推广，并已取得了良好的效果。以个人计算机为基础开发大型回转机械监测系统，这几年在国际上也受到了重视。

3.机械振动分析及智能控制工程硕士论文

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由于不同的作业对象、作业条件，液 压振动器的振动能量 传递形式和工作机理不同。本文结合液压振动器在实际工程中的应 用，阐述液压振动器超高频振 动和波动理论。

本文系统的综述了国内外高频液压振动器 的的现状和发展趋势，通过对几种液 压振动器和液压调频器的方案分析，构思设计了回转调频器 式超高频液压振动器。对其机理进行了系 统的理论分析，确认超高频液压振动器能够实现无 级调频、振幅可控，证明回转阀式超高频 液压振动器方案的可行性，并提出了相关的设计原则和计 算方 法。

在超高频液压振 动器系统中，为了减少由于高速往复运动造成的摩擦副间磨损和液压系统外泄 漏量，在油缸内壁和活塞杆接触 部分设计了静压轴承；分析了静压轴承与单向阀、小孔节流器的 承载原理，并结合实例进行 了详细的分析计算。通过对回转调频阀式振动油缸工作特性的观察 研究分析，采用四通滑阀代替回转 调频阀建立准确的数学模型，完成了整个系统动态分析和动 刚度特性分析。

通过传递函数分析可 知，决定系统的主要性能参数有增益、固有频率、阻尼比等。 采用AMESim 仿真软件，建立了超高 频液压振动器的阀控缸仿真模型进行仿真分析，得到了回 转阀频率、负载质量、液压系统压 力及弹簧刚度改变时激振力、位移、速度和加速度的响应特性曲线。

讨论 了决定系统特性的各 主要参数及其影响因素。仿真结果与理论分析基本一致，证明了超高频液 压振动器的设计是合理的，完全可行。

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4.机械振动对设备的影响

从广义上说振动是指描述系统状态的参量（如位移、电压）在其基准值上下交替变化的过程。狭义的指机械振动，即力学系统中的振动。电磁振动习惯上称为振荡。力学系统能维持振动，必须具有弹性和惯性。由于弹性，系统偏离其平衡位置时，会产生回复力，促使系统返回原来位置；由于惯性，系统在返回平衡位置的过程中积累了动能，从而使系统越过平衡位置向另一侧运动。正是由于弹性和惯性的相互影响，才造成系统的振动。按系统运动自由度分，有单自由度系统振动（如钟摆的振动）和多自由度系统振动。有限多自由度系统与离散系统相对应，其振动由常微分方程描述；无限多自由度系统与连续系统（如杆、梁、板、壳等）相对应，其振动由偏微分方程描述。方程中不显含时间的系统称自治系统；显含时间的称非自治系统。按系统受力情况分，有自由振动、衰减振动和受迫振动。按弹性力和阻尼力性质分，有线性振动和非线性振动。振动又可分为确定性振动和随机振动，后者无确定性规律，如车辆行进中的颠簸。振动是自然界和工程界常见的现象。振动的消极方面是：影响仪器设备功能，降低机械设备的工作精度，加剧构件磨损，甚至引起结构疲劳破坏；振动的积极方面是：有许多需利用振动的设备和工艺（如振动传输、振动研磨、振动沉桩等）。振动分析的基本任务是讨论系统的激励（即输入，指系统的外来扰动，又称干扰）、响应（即输出，指系统受激励后的反应）和系统动态特性（或物理参数）三者之间的关系。20世纪60年代以后，计算机和振动测试技术的重大进展，为综合利用分析、实验和计算方法解决振动问题开拓了广阔的前景。

机械振动是物体（或物体的一部分）在平衡位置（物体静止时的位置）附近作的往复运动。可分为 自由振动、受迫振动。又可分为 无阻尼振动与 阻尼振动。

常见的简谐运动有弹簧振子模型、单摆模型等。

振动在机械行业中的应用：

振动在机械中的应用非常普遍，例如在振动筛分行业中基本原理系借电机轴上下端所安装的重锤（不平蘅重锤），将电机的旋转运动转变为水平、垂直、倾斜的三次元运动，再把这个运动传达给筛面。若改变上下部的重锤的相位角可改变原料的行进方向。

5.机械振动的三个基本要素是什

机械振动有同分类方法按产生振动原因分自由振动、受迫振动和自激振动；按振动规律分简谐振动、非谐周期振动和随机振动；按振动系统结构参数特性分线性振动和非线性振动；按振动位移特征分扭转振动和直线振动自由振动：去掉激励或约束之机械系统所出现振动振动只靠其弹性恢复力来维持当有阻尼时振动便逐渐衰减自由振动频率只决定于系统本身物理性质称系统固有频率受迫振动 机械系统受外界持续激励所产生振动简谐激励简单持续激励受迫振动包含瞬态振动和稳态振动振动开始段时间内所出现随时间变化振动称瞬态振动经过短暂时间瞬态振动即消失系统从外界断地获得能量来补偿阻尼所耗散能量因而能够作持续等幅振动种振动频率与激励频率相同称稳态振动例两端固定横梁部装激振器激振器开动短暂时间横梁所作持续等幅振动稳态振动振动频率与激振器频率相同系统受外力或其输入作用时其相应输出量称响应当外部激励频率接近系统固有频率时系统振幅急剧增加激励频率等于系统共振频率时则产生共振设计和使用机械时必须防止共振例了确保旋转机械安全运转轴工作转速应处于其各阶临界转速定范围之外自激振动 非线性振动系统只受其本身产生激励所维持振动自激振动系统本身除具有振动元件外，还具有非振荡性能源、调节环节和反馈环节因此存外界激励时也能产生种稳定周期振动维持自激振动交变力由运动本身产生且由反馈和调节环节所控制振动停止，此交变力也随之消失自激振动与初始条件无关其频率等于或接近于系统固有频率飞机飞行过程机翼颤振、机床工作台滑动导轨上低速移动时爬行、钟表摆摆动和琴弦振动都属于自激振动。