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现代工业的发展使得动力机械设备功率增大,转速加快,振源能量不断强化,同时随着结构日趋轻薄,振动和噪声的问题也日益突出,直接影响机械加工及制造精度。在振动控制技术当中,振动隔离技术是研究最多、应用最广的一项控制技术,而功率流作为振动控制设计中一个很重要的控制优化特征量,能够很容易地揭示振动传输机理和振动控制效果。目前国内外科技工作者在这些方面进行了大量的研究,并取得了丰硕成果。 本文以国家高技术发展计划为背景,以振动传递路径系统为研究对象,综合运用四端参数法、导纳法建立了双层隔振系统、浮筏隔振系统和具有路径质量的浮筏隔振系统振动传递路径的功率流模型;结合非线性振动理论和功率流理论,研究了非线性振动传递路径系统的功率流,并对功率流的灵敏度进行了分析;结合随机振动理论和功率流理论,研究了随机振动传递路径系统功率流;提出了频域内振动传递路径系统的路径功率流贡献度的度量方法,定义了振动传递路径系统功率流传递度的概念,对振动传递路径系统的传递度进行了灵敏度优化设计。论文的主要内容如下: (1)首先介绍了振动系统的隔振理论,功率流的基本原理、基本概念、计算方法,然后介绍了分析振动传递路径过程中所要用到的导纳理论、四端参数法和电—力—声类比法。 (2)应用电—力—声类比法对单层隔振系统、双层隔振系统和浮筏隔振系统的功率流进行了分析,绘制了各系统的电—力—声类比图,在导纳型、阻抗型线路图中,通过类比得出系统的功率流。 (3)应用四端参数法对双层隔振系统进行了功率流分析,用导纳法对多源激励下浮筏隔振系统进行功率流分析,对有路径质量的浮筏隔振系统建立模型,进行功率流分析。 (4)给出当双层隔振系统、浮筏隔振系统机器质量和具有路径质量的浮筏隔振系统的机器质量、筏体质量、系统路径刚度和系统阻尼发生变化时,双层隔振系统、浮筏隔振系统机器质量和具有路径质量的浮筏隔振系统机器、筏体的位移幅值、速度幅值和系统输入和传递到基础功率流的变化曲线。 (5)介绍了非线性系统的分类,即非线性阻尼力和非线性弹性力。非线性阻尼力分为干摩擦阻尼、流体阻尼和结构阻尼;非线性弹性力分为材料非线性刚度、分段线性刚度和几何非线性刚度。分析了浮置板轨道结构具有分段线性刚度时,系统的灵敏度,指出了对钢轨位移影响灵敏的区域。 (6)研究了存在非线性刚度和阻尼的双层隔振系统的功率流,存在非线性刚度的浮筏隔振系统的功率流,具有路径质量的非线性阻尼浮筏隔振系统的功率流,并对各路径参数对传递到基础的功率流灵敏度进行了分析,指出振动传递路径非线性刚度和阻尼参数对系统功率流的影响。 (7)讨论随机过程的统计特性。结合振动传递路径功率流分析了双层隔振系统和浮筏隔振系统功率流的随机特性。路径的随机质量、阻尼和刚度分别服从正态分布时,双层隔振系统和浮筏隔振系统功率流的均值、标准差和协方差,可以用于指导隔振系统的优化设计。 (8)对频域内振动传递路径系统的功率流传递概率的度量方法进行了探索。在提出振动传递路径系统的功率流传递度的新概念的同时,给出了相应的数值方法,并获得了理想的数值模拟结果。分析了振动传递路径系统传递度对各传递路径参数的灵敏度。