基于磁流變技術的變慣量飛輪吸振研究.pdf

1、在動力傳動系統(tǒng)中，發(fā)動機的曲軸、機床主軸或其它傳動裝置在工作時，會由于制造、安裝誤差以及工作環(huán)境的變化，不可避免會出現(xiàn)扭轉振動，這種振動不僅會產生噪聲、降低傳動精度，嚴重時會造成傳動軸疲勞失效，造成嚴重的后果。在動力傳動系統(tǒng)中安裝扭轉減振器，是一種有效消除與隔離扭轉振動的措施。隨著動力傳動系統(tǒng)向高速重載方向發(fā)展，傳動系統(tǒng)的扭轉振動愈加劇烈，迫切需要一種新的扭轉減振技術，傳統(tǒng)的扭轉減振器難以滿足這種需要。目前扭轉減振器的研究主要通過調整彈

2、性元件與阻尼元件參數(shù)，實現(xiàn)對扭轉振動的抑制，但這種調整無法自適應調整，或適應性方面受到限制。近年來，有學者提出采用變慣量思想的主動飛輪，實現(xiàn)對線性振動的抑制，有較好的效果，當應用于扭轉振動抑制時，實現(xiàn)較為困難。迫切需要一種結構簡單、能耗低、易于控制的變慣量飛輪。磁流變液是一種響應快、可控的智能材料。磁流變減振器具有響應時間短、阻尼可調以及耗能較少等優(yōu)點。為此，本文針對現(xiàn)有變慣量飛輪存在的問題，基于磁流變技術提出了一種新型半主動式變慣量飛

3、輪，其不但具有被動式變慣量飛輪結構簡單的特點，而且也能實現(xiàn)不同工況下轉動慣量的調節(jié)與控制，通過理論分析和試驗，研究了磁流變變慣量飛輪轉動慣量的有效性，研究結果對于解決動力傳動系統(tǒng)的扭轉振動問題具有重要的意義。
　　本文的工作主要有以下幾個方面：
　?、俳⒘司哂袆恿ξ衿鞯男D式二自由度動力學模型，分析了動力吸振器參數(shù)變化對主系統(tǒng)振動的影響，研究了系統(tǒng)在不同激勵下，吸振效果最優(yōu)時的飛輪轉動慣量大小。
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4、于磁流變技術的變慣量飛輪設計方法。通過力學分析推導出轉動慣量與磁流變阻尼力和轉速的數(shù)學模型，分析了磁流變阻尼器的阻尼力、彈簧剛度與飛輪轉動慣量的關系。
　　③采用多目標遺傳算法對磁流變變慣量飛輪進行了優(yōu)化設計，確定了關鍵結構尺寸。建立了磁流變變慣量飛輪理論慣量計算模型，結合單自由度扭轉主系統(tǒng)建立了扭轉二自由度動力學模型，對磁流變變慣量飛輪對主系統(tǒng)抑制的效果與控制策略進行分析。
　　④研制了磁流變變慣量飛輪樣機，并對樣機性能進