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集装化运输减振系统优化设计研究
| 论文题名： | 集装化运输减振系统优化设计研究 |
| 关键词： | 集装化运输;减振系统;优化设计;冲击响应 |
| 摘要： | 集装化运输是现代后勤保障的主要运输方式之一,精密医疗设备以及高纯度成分血等是应对突发事件、抢险救灾的重要后勤战略物资。由于特殊环境下的运输所造成的高强度冲击与振动常常造成设备损坏、血液失效等故障。本文以精密仪器与设备的集装化运输为研究背景,开展集装化运输减振系统的优化设计研究工作,旨在降低战略物资在集装化运输过程中所受的冲击与振动强度,从而保证重要物资的高效安全运输。 首先建立集装箱的有限元模型,并对其进行了模态分析,得出了100Hz频率范围内的各阶模态参数与振型。模态分析结果表明,集装箱的模态振型主要表现为各盖板的弯曲振型,而结构框架的八个角点均为振型节点,且框架梁在20Hz频率范围不存在弯曲振型。根据模态计算结果初步确定了减振机构的固定点为集装箱框架的八个角点及框架梁上的辅助支承点。因此集装箱的弹性体振动就不会通过减振机构传递到减振箱,从而减小了减振箱的振动。 其次,建立了集装化运输减振系统垂向考虑易损件的振动动力学方程以及垂向、横向和考虑转动耦合的三自由度系统冲击动力学方程。采用四阶龙格库塔法分别讨论了系统在自振和半正弦脉冲激励下的动力学性能。研究了悬挂角、阻尼比等因素对振动冲击的影响规律。结果表明:自振条件下,减小悬挂角,增大阻尼比,在低频率比区域增大质量比可抑制易损件加速度响应;半正弦脉冲激励下,装载设备的质心位置应尽量与系统几何中心重合,选择较小的悬挂角和适当增大阻尼比,可以减小系统的冲击响应。 分析了悬挂式减振系统的主要参数对振动响应的影响,得出了影响规律,并对集装化运输减振系统进行了优化设计。以三个方向加速度响应均方根值之和为联合目标函数,以减振箱位移为约束条件对减振系统弹簧刚度、阻尼及弹簧悬挂角进行了优化,得出了最佳的减振机构设计参数。最后设计了缩小比例的集装化减振运输系统,并通过试验结果验证了集装化减振系统设计方法及结果的正确性。 |
| 作者： | 赵笑春 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 毕凤荣;高俊华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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