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原文传递平带驱动系统横向耦合振动分析

论文题名：	平带驱动系统横向耦合振动分析
关键词：	平带驱动系统;轴向运动梁;横向耦合振动;固有频率;模态函数
摘要：	七十年代末以来，汽车发动机中的多重V形皮带驱动已被多回旋的单一多凸棱平皮带驱动所替代。后者称为平带驱动系统(SerpentineBeltDriveSystems)，通常由主动曲柄转轴、皮带、若干从动滑轮和张紧装置构成。平带驱动系统的特点是包含动态张紧装置，可以调节带的张紧程度以在较大的操作条件变化范围中使带的张力保持为设定值。尽管平带驱动系统的采用已使得发动机运转过程中的噪声和振动大为减小，但为改进设计仍有必要分析系统的振动特性和振动响应。首先，研究两端固定轴向运动梁的横向振动，导出了系统的频率方程，提出了求解该非显式表达的非线性超越方程的数值算法，得到了固有频率和模态函数。并在一端铰支一端固支的定边界条件下确定一匀速运动梁固有频率和模态函数的方法。当轴向运动速度在其常平均值附近作简谐波动时，应用多尺度法给出轴向变速运动梁参数共振时的不稳定条件。用数值仿真说明相关参数对固有频率和不稳定边界的影响。其次，使用模态分析的方法研究了基于弦线模型平带驱动系统的耦合振动。从控制方程推导得到了系统的特征方程，通过数值计算研究了轴向运动速度和初始张力对系统频率的影响。再次，提出了一个考虑了带的抗弯刚度(即梁模型)的平带驱动系统线性模型。与静平衡位形为直线型的弦线模型不同，考虑了小抗弯刚度的梁模型的静平衡位形除了直线型之外，还可能是曲线型(即梁的屈曲)。其中，非直线型的静平衡位形将会导致线性的轮-带耦合。对此，作者发展了一种普遍的模态分析方法，从控制方程和边界条件推导得到了各系统的显式特征方程，并得到了其固有频率和模态函数。进一步地，在线性模型的基础上，提出了考虑抗弯刚度的平带驱动系统的非线性模型，并通过多重尺度法得到了系统的解谐方程，通过求解其平衡点问题，可以得到系统的稳态响应。最后，对本文所做的工作和得到的结果进行了总结，并且展望需要进一步深入研究的工作。
作者：	李晓军
专业：	一般力学与力学基础
导师：	陈立群
授予学位：	硕士
授予学位单位：	上海大学
学位年度：	2006
正文语种：	中文