机械动力学演示文稿.pptx
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1、112 2 机械动力学的基本内容机械动力学的基本内容屈维德说:振动设计、系统识别振动设计、系统识别和和环境预测环境预测三三者可概括为现代机械动力学研究者可概括为现代机械动力学研究的基本内容的基本内容1.1.振动设计(动态设计):已知振动设计(动态设计):已知激励激励,规定,规定 响应响应要求,设计要求,设计系统系统的振动特性的振动特性 又称动力学的又称动力学的逆问题逆问题 反复试凑修改的过程反复试凑修改的过程1-22.2.系统识别:给定系统识别:给定系统系统,已知已知激励激励,测试,测试响应响应 用测试数据与数学分析相结合方用测试数据与数学分析相结合方 法确定振动系统数学模型法确定振动系统数学
2、模型 已知机械结构运动方程一般形式时,系已知机械结构运动方程一般形式时,系 统识别简化为统识别简化为参数识别参数识别 又称动力学的又称动力学的正问题正问题 系统识别属动力分析范围系统识别属动力分析范围动力分析研究三方面问题:动力分析研究三方面问题:固有特性问题(系统识别固有特性问题(系统识别 参数识别)参数识别)动力响应问题动力响应问题 动力稳定性问题动力稳定性问题1-33.环境预测:已知环境预测:已知系统系统(特性)、(特性)、响应响应,研研究究激激励励(振源分析(振源分析故障诊断)故障诊断)113 3动态问题的特点动态问题的特点 1.1.振动学科:物理或力学分枝振动学科:物理或力学分枝 基
3、础学科基础学科 解解 决工程中动力学问题决工程中动力学问题-工程学科工程学科-振动振动 工程工程 2.2.振动工程:解决工程中动态问题振动工程:解决工程中动态问题 3.3.动态问题:动态载荷作用于动态系统,构动态问题:动态载荷作用于动态系统,构 成动态问题成动态问题 1-44.4.动态载荷:迅速变化(交变动态载荷:迅速变化(交变 突变)的载荷突变)的载荷 5.5.工程中许多问题必须作为动态问题处理工程中许多问题必须作为动态问题处理 6.6.动态问题的特点动态问题的特点 a.a.复杂性:载荷作用的复杂性:载荷作用的“后效性后效性”响应响应 对过去载荷经历的对过去载荷经历的“记忆性记忆性”静载荷静
4、变形与加载过程无关1-5b.b.危险性:共振现象危险性:共振现象 自激振动(颤振)自激振动(颤振)c.c.超常性:其现象、规律及防治方法超越生活超常性:其现象、规律及防治方法超越生活 常识常识 (削边镗杆(削边镗杆 动力减振器)动力减振器)先有严谨完善理论后有工程应用先有严谨完善理论后有工程应用参考书参考书昆明工学院昆明工学院机床动力学机床动力学 清华大学清华大学 机械振动机械振动S SA ATOBAISTOBAIS机床动力学机床动力学WILLIAM T.THOMSONWILLIAM T.THOMSONTheory of Vibration with ApplicationsTheory of
5、 Vibration with Applications师汉民等师汉民等机械振动系统机械振动系统1-6115 5 振振 动动 的的 控控 制制一一.振动控制实现途径振动控制实现途径1.振动工程重要分支振动工程重要分支出发点和归宿出发点和归宿2.振动控制:振动控制:利用利用抑制抑制3.振动控制的五个环节振动控制的五个环节(1).确定振源特征:振源位置确定振源特征:振源位置激励特性激励特性振动特征:受迫振动特征:受迫自激振动自激振动(2)确定振动控制水平确定振动控制水平:衡量振动水平的指标(位移衡量振动水平的指标(位移速度速度加速度加速度应力)应力)量(最大值量(最大值均方根值)均方根值)(3)确
6、定振动控制方法:隔振确定振动控制方法:隔振吸振吸振阻振阻振消振消振结构修改结构修改(4)振动分析与设计:建立受控对象和控制装置的力学模型,振动分析与设计:建立受控对象和控制装置的力学模型,设计控制装置参数和结构设计控制装置参数和结构控制装置:吸振器控制装置:吸振器隔振器隔振器阻尼器等阻尼器等(5)实现实现1-7 机床的振源分析框图机床的振源分析框图1-8二二.振动控制的分类振动控制的分类1.按不同性质的振动分按不同性质的振动分(1)动力响应的控制:受迫振动的控制(共振)动力响应的控制:受迫振动的控制(共振)(2)动力稳定性的控制:自激振动的控制动力稳定性的控制:自激振动的控制2.按不同抑制振动
7、手段分(按不同抑制振动手段分(5种)种)(1)消振:消除或减弱振源(治本)消振:消除或减弱振源(治本)动平衡方法消除质量不平衡引起的离心力及力矩动平衡方法消除质量不平衡引起的离心力及力矩 车刀颤振车刀颤振冷却剂减少车刀后刀面与工件间磨擦力冷却剂减少车刀后刀面与工件间磨擦力(破坏产生颤振的条件)破坏产生颤振的条件)抵消振动:由控制引起的振动抵消未加控制的原振动抵消振动:由控制引起的振动抵消未加控制的原振动(2)隔振:振源与受控对象之间串加一个子系统隔振:振源与受控对象之间串加一个子系统(3)吸振:动力吸振吸振:动力吸振-受控对象上附加一个子系统受控对象上附加一个子系统1-9(4)阻振:阻尼减振阻
8、振:阻尼减振-受控对象上附加阻尼器或阻尼元件(消受控对象上附加阻尼器或阻尼元件(消耗能量)耗能量)(5)结构修改:修改受控对象的动力学特征参数(质量结构修改:修改受控对象的动力学特征参数(质量刚度刚度阻阻尼参数)尼参数)实际存在的受控对象:结构修改问题实际存在的受控对象:结构修改问题设计阶段的受控对象:动态设计问题设计阶段的受控对象:动态设计问题3.按是否要能源分按是否要能源分(1)无源控制:被动控制无源控制:被动控制(2)有源控制:主动控制有源控制:主动控制1-10三、振动主动控制三、振动主动控制1.两类控制方式:开环两类控制方式:开环闭环闭环开环控制开环控制闭环控制闭环控制开环控制:控制器
9、中的控制规律是预先设置好,与振动状开环控制:控制器中的控制规律是预先设置好,与振动状态无关态无关闭环控制:控制器按受控对象的振动状态为反馈信息而工作闭环控制:控制器按受控对象的振动状态为反馈信息而工作2.振动主动控制系统的组成振动主动控制系统的组成(1)受控对象:控制对象(产品受控对象:控制对象(产品结构或系统的总称)结构或系统的总称)(2)作动器:又称作动机构。提供作用力(或力矩)的装置作动器:又称作动机构。提供作用力(或力矩)的装置1-11直接施加在受控对象或通过附加子系统作用受控对象直接施加在受控对象或通过附加子系统作用受控对象常用作动器:伺服液压式常用作动器:伺服液压式伺服气动式伺服气
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