隔振系统实验台总体方案设计㊣精品文档值得下载

隔振系统实验台总体方案设计

降低此外，机械结构的振动是产生结构振动辐射噪声的主要原因，如建筑机械交通运输机械等产生的噪声是构成城市噪声的主要来源振动对人体也会产生很大的危害，振动会引起人体内部器官的振动或共振，从而导致疾病的发生，对人体造成危害，严重时会影响人们的生命安全，因此振动是种不可忽略的公害。随着经济的发展，高等级公路里程的增加，长途客流已成为我国公路运输的主要特征。在这背景下，长距离以上长时间以上的驾驶作业已是平常。隔振装置在汽车上发挥着越来越重要的作用，如轮胎弹簧钢板减振器座椅气囊等等。这些装置缓和了路面不平传给人体的冲击和衰减了由此引起的振动，也给驾驶员和乘员提供舒适安全的乘座条件及工作条件。所以检测汽车的座椅和减振器是必要和必行的。本文考虑仅对于汽车座椅和减振器的隔振性能进行检测，通过改变其阻尼或刚度，或同时改变其阻尼和刚度，而使其舒适性得以改善。摘要振动在日常生活中是到处可见的。隔振是阻止振源向隔振物体的传递。汽车座椅或减振器的功能都是在人体的敏感频率范围内阻止振源向人体的传递。本设计任务要设计出套激振装置，给予座椅或减振器以宽频范围的正弦激励，通过检测汽车座椅或减振器的输出振幅，观察其是否在人体敏感频率范围内处于减振状态。如果没有达到理想的减振效果，则通过改变座椅或减振器的刚度或阻尼，或同时改变其刚度及阻尼，以期达到预定的减振要求。推而广之，本文所设计的激振装置也可用于检验其它种类的隔振装置。关键词振动，隔振，座椅，减振器.,.,.第章隔振理论.振动振动是自然界以及工程技术中普遍存在的自然现象。方面，振动常常破坏机器的正常工作，加速机器的损坏，造成事故，也危害人体的健康另方面我们可以利用隔振的原理，使消极的振动面转变为积极的，有利于人身健康的面。引起振动的原因很多。在长期的生活实践中，人们积累了丰富的宝贵经验，掌握了不少行之有效的减少和控制振动的方法。如减少扰动采取有效的隔振措施等。本文将从隔振的角度出发，设计种激振器，从而检验汽车驾驶座椅和减振器的隔振效果。.隔振概念隔振是在振源和被隔振的物体之间的传递途径中插入适当量值的弹簧和阻尼，切断或阻止振动由振源向隔振物体传递。车辆振动是影响车辆性能的重要因数,这种振动不仅大大降低了车辆行使平顺性,也影响其操纵稳定性.车辆振动严重时,还影响其行使速度同时车辆振动也是车内噪声的主要来源.研究隔振的原理,将大大的提高汽车的舒适性和平稳性。.隔振原理对于二阶欠阻尼隔振系统，其幅频特性，即振动传递率为其中式中，为系统的固有频率，为阻尼比，为被隔振物体的质量为隔振结构的刚度为隔振结构的粘性阻尼系数。振动传递率的变化曲线如图所示。图振动传递率的变化曲线由图知只有当时才有减振效果，值越小，减振效果越好。振动传递率的大小是随信号频率的变化而变化的，以为分界线。谐振频率在之间为振动传递特性曲线的增幅区谐振频率大于为减振区，只有在这个频率区域内才具有减振效果。隔振系统的效果主要取决于两个特征参数隔振系统的固有频率和阻尼比。这两个参数都需要通过计算和实验来调整。以种激振方式给被测对象作用力，使之产生受迫振动，测量输入和输出，从而确定被测件的频率响应，然后进行模态分析，求得隔振系统的动态参数。.隔振装置性能的影响因素根据对二阶系统的振动传递率特性图的分析可知，隔振系统的隔振效能与隔振系统的弹簧刚度和阻尼系数密切相关。般地，相对阻尼比越大，隔振效果越好，但当时阻尼大的系统比阻尼小的振幅反而要小些。因此在实际工作中要通盘考虑。系统固有频率的平方与刚度成反比，与质量成正比。可见对隔振系统的分析要综合考虑激励阻尼刚度质量这四个因数，以期获得最理想的隔振效果。然而这四个因数之间具有何种关系时隔振效果最佳呢这可以通过隔振实验，固定四个因数中的三个因素，改变另外个因素，考察隔振效果的改变来达到目的。根据前人总结的上述四因素对隔振效果的影响，可得以下几条规律激励频率，增幅区不阻振，减幅区可以阻振。阻尼比增大可有效地抑制增幅区的共振现象，但同时却使减幅区的阻振效果下降。这规律要求对激励频率充分了解的同时，要根据隔振的需要设计隔振系统。如满足人体舒适性需要，则应避开人体敏感性频率的振动如要满足货物的完整性，则应考虑各频率对其的损坏程度。对于要求有特殊隔振频率范围的装置，例如像汽车悬挂系统或载运工具仪表减振系统，它们的固有频率要求很低，隔振区域要求较宽。隔振系统固有频率的平方与刚度成反比，与质量成正比。因此要得到理想的隔振系统频率就必须设计好它们之间的关系。线性隔振系统隔振作用域及其效果几乎依赖于系统的固有频率，与系统的阻尼比关系不显著。般地，相对阻尼比越大，隔振效果越好，但当时阻尼大的系统比阻尼小的振幅反而要小些。通过控制和改变振动传递系统阻振器的固有频率和阻尼比，可以设计减幅区域。线性隔振系统的缺陷是隔振作用域及其效果几乎依赖于系统的固有频率，小阻尼情况下与系统的阻尼比关系不显著对于要求有特殊隔振频率范围的装置，例如像汽车悬挂系统或载运工具仪表减振系统，它们的固有频率要求很低，隔振域要求较宽，线性隔振系统机理给制造工艺带来困难，且隔振域内不同振动频率的隔振效果不均匀。.隔振理论在工程上的应用在汽车上的应用现代汽车尽管有各种各样的结构，但由于汽车行驶的路面不可能绝对平坦，加上汽车本身的机械振动，它们产生种冲击力，冲击力传导车架及车身，可能引起的车身机件的早期损坏，传递给乘员和货物时，将使乘员感到极不舒服,货物也可能引起损伤。因此为了缓冲冲击，除了在行驶系中采用弹性的充气轮胎，在悬架中安装使振动迅速衰减的弹性元件和减振器，还给乘员提供减振器座椅。减振器主要包括单向作用式减振器，双向作用筒式减振器，充气式减振器，阻力可调式减振器。它们的作用主要是加速车身和车架振动的衰减，以提高汽车行使的平稳性。车架的弹性元件主要包括钢板弹簧,镙旋弹簧，扭杆弹簧，囊式空气弹簧，模式空气弹簧，油气弹簧等。而座椅是人与车相联系的重要部件，随着人类生活水平的不断提高及汽车性能的飞跃发展，汽车座椅已不在是仅仅满足于坐，今天座椅已成为种复杂的多功能的符合人体工程学具有高科技水平的部件，它是决定驾驶员与乘客的舒适与安全的重要因素。座椅振动状况的好坏当以是否影响驾驶员正常作业为根据，可以从以下几方面考虑人体全身受振动评价标准的规定。该标准将人体受振动影响的容许限度划分为三个准则.降低舒适界限，.疲劳降低工作效率界限，.暴露界限。显然对于长途客车驾驶员座椅振动状况的评价，应以长时间驾车的驾驶员因为座椅振动而使其疲劳程度改变为标准，即以保存工作效率的“疲劳降低工作效率界限”为标准。人体容许的振动感觉与振动的强度频率方向时间有关。给出了质量为的男性青年坐在静刚度为的坐垫上时得到的身体有关部位前三阶模态参数，如表所示根据试验指出为了提高驾驶员所能承受的暴露界限值，特别应当降低座椅在振幅小于范围的振动传递率引用振动加速度倍频程图，给出了在垂直振动时能连续乘坐驾驶员能承受小时的座椅振动临界范围，如图。由表和图可见，人体阶振动固有频率约，此时在头胸腹三处人体最容易发生不适疲劳晕车的部位，其振型值均大于高阶的情形，在之间人体承受振动的能力最低最敏感。我国般大型车辆驾驶室地面的振动频率成分范围在常用车速时为，恰好覆盖了人体的前三阶固有频率，这意味着客车驾驶员将在敏感振动区域内作业。综合上述的讨论，汽车座椅振动状况及其评价标准应以在范围内的振动传递率和阻振衰减振动效果来考察。阶数固有频率阻尼比主振型头胸腹.表男性青年人体前三阶主振型图驾驶员作业等感度曲线第二章隔振系统实验台总体方案设计.设计任务与目的实验目的通过搭建实验台架，组建隔振能力检测系统，设置试验方案，对于刚度阻尼两个影响因素与隔振系统减振性能之间的关系作出较为深入的分析，并进步进行隔振性能影响因素的敏感性分析。为载运工具汽车的隔振装置设计提供有价值的建设性意见。设计目的座椅是作为客车的重要组成部分，直接关系到客车的乘座舒适性方便性和安全性，并在感情上影响乘员对客车的评价驾驶座椅的舒适性包括动态舒适性静态舒适性和操作舒适性。动态舒适性主要是指座椅的振动传递性，它对汽车的平顺性有较大的影响。个传递特性与振动输入匹配良好的座椅，可以使平顺性评价指标总加权加速度振级下降。本设计的主要目的是设计套针对汽车座椅和减振器的激振装置，通过检测它们对于激振输入的输出信号，观察在人体敏感频率的范围内，它们的振动传递率是否是小于，即处于衰减区域。由于座椅的动态舒适性取决于座椅系统的动态参数固有频率与相对阻尼，所以对座椅动态舒适性的设计就转化为对两个动态参数的选择。本设计主要是设计套激振系统，给座椅和减振器输入系列稳定的激振响应信号。通过试验，调节相对阻尼和系统固有频率，使人体敏感频率范围处于衰减区域。设计任务与要求了解隔振系统的工作原理和影响因素选择类激振机构，设计机械部分结构对动力系统进行选型校核对测试环节进行分析与选择出图隔振系统实验台结构总图,隔振系统实验台主要零件图和数据处理流程图说明书动力系统选型校核测试环节分析与选择。.激振方案的选择选取激振信号激振器的主要任务是对系统进行激励，测出其响应频率。隔振实验中主要有以下几种激励快速正弦扫描激振对测试系统施以正弦激励，当系统达到稳态时，其输出与输入的幅值比和相位差即为该激励频率下被测系统的传递特性。该方法的特点是在频域内能量集中，而在时域内具有最大峰值平均能量比，信噪比高，能检测出系统的非线性，可任意选择测试频率点或测试频率密度。但测试速度慢。阶跃信号响应法这是种宽频带激励方法。其特点是试件尺寸选择范围广，加载方向和大小易于控制，能提供较大低频能量，与脉冲相比，难以应用于般大小的试件。随机信号响应法随机信号响应法是给系统施加个不能用确定函数描述的激励信号，使系统作随机振动。这是种宽频带激励方法。该方法常分为纯随机激励伪随机激励和周期激励三类。纯随机激励的平均能量较好，能消除噪声非线性等的影响，可用来在线识别伪随机激励的特点是速度快，平均能量较低，激励信号的大小和频率易于控制周期随机激励则是种理想的激励信号，特别适用于用曲线拟和方法求取系统模态参数的场合，既综合了纯随机和伪随机的优点，又扬弃了缺点，缺陷是速度慢。脉冲信号响应法该方法是用脉冲锤对被测系统进行敲击，给系统施加个脉冲力，使之发生振动。其特点是所需的安装调试时间最短设备最少速度最快。在空间狭小或激振器难于安装的情况下，是种理想的测试方法但其信噪比低，易出现过载连击等现象。且不适用于非现象性强的系统。综合以上几种激励方案，各有优点和缺点。但是根据研究要求，需要在不同频率的情况下，对隔振系统进行激励，当输入不同