摘要: |
近年来发展的模态综合方法,在建立大型复杂结构系统的力学模型时可以从量级
上大幅度缩减整体结构的自由度而不改变问题的本质。它把大型复杂结构划分为若干
个子结构,首先分析研究每个子结构的动力特性,然后再根据各子结构交界面的协调
关系,组装成整体结构的动力特性,用分析较少自由度的整体结构,使大型复杂结构
整体动力特性问题得以求解。这样求解的结果,不但具有足够的精度,也能满足工程
中各种问题求解的要求,本课题就是用模态综合技术理论为基础来分析机车的振动响
应问题。本课题的研究内容主要分为三部分:
第一部分是多层隔振系统的建模研究及弹性结构多层隔振系统模态机械阻抗综
合法振动分析,在这一部分内,建立了由多刚体串、并联复合组成的多层隔振系统的
力学模型。分析了考虑结构弹性变形的复杂机械系统的机械阻抗综合问题,提出了模
态机械阻抗综合法。该方法在传统机械阻抗法基础上,提出了“子结构按隔振器安装
点广义坐标描述”、“隔振器安装点模态矩阵”和“隔振器广义模态机械阻抗矩阵”
等新概念,克服了在上下两层隔振器数目不相等以及各子结构自由度数的不同时求解
的困难。本文的建模理论既适用于弹性体模型,又适用于刚体模型的计算。
第二部分是机车系统的分析、建模及计算。由于本课题研究的主要是柴油发电机
组的激振力引起的机车振动问题,因此在本文中把整个机车简化为由两个子系统组成
的系统,即柴油发电机组和机车车体。其中,把柴油发电机组简化为一个刚体,把车
体结构简化为弹性梁,对整个机车作为一弹性体双层隔振系统进行研究。在计算方面
全部采用矩阵运算,因此具有概念清楚、书写简洁、推导方便和易于计算机自动生成
系统动力参数矩阵的特点。用模态机械阻抗法进行系统建模相当于模块化处理,然后
建立各个模块之间的接口,通过Matlab语言编程,求出整个系统的振动分析的参数。
这对大型复杂结构的振动分析具有非常重要的意义。
第三部分是结论分析与实验。主要进行了试验数据与模态机械阻抗综合法理论分
析结果的比较,分析了它们之间的关系,探讨了柴油发电机组的激振力对机车车体的
振动影响。
关键词:模态机械阻抗 阻抗综合 多层隔振系统 |