1、研究背景研究方法研究過程總結(jié)展望 基于顆粒碰撞阻尼原理的導(dǎo)管減振器設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究答辯人：指導(dǎo)老師：孫勝濤 071330202陳 果 教 授畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯研究背景研究方法研究過程總結(jié)展望CONTENTS研究背景研究背景研究方法研究過程總結(jié)展望 導(dǎo)管是介質(zhì)傳輸和能量傳送的重要通道，在大型動(dòng)力機(jī)械領(lǐng)域運(yùn)用廣泛。周邊惡劣的振動(dòng)環(huán)境使得管路系統(tǒng)中普遍存在著由于基礎(chǔ)激勵(lì)、壓力脈動(dòng)等因素引發(fā)的共振問題，管路振動(dòng)引起的故障主要有振動(dòng)疲勞和振動(dòng)磨損兩類。 目前，導(dǎo)管減振的應(yīng)用研究主要致力于管路的消振，采用的方法主要有增加卡箍和修改結(jié)構(gòu)等。 總體而言，上述方法的減振效果明顯，然而這些方法的不足在于，需要對(duì)現(xiàn)有管路或

2、周邊結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改，在許多情況下由于安裝條件的限制，無法在管路現(xiàn)場(chǎng)得以試施。所以我們需要研究設(shè)計(jì)一種便于安裝且不需要改變導(dǎo)管結(jié)構(gòu)的新型減振器。“”研究背景研究方法研究過程總結(jié)展望研究方法研究背景研究方法研究過程總結(jié)展望1顆粒阻尼原理探究2減振器設(shè)計(jì)加工3減振試驗(yàn)試驗(yàn)優(yōu)化4EDEM模擬仿真5畢設(shè)論文撰寫論文研究背景研究方法研究過程總結(jié)展望研究過程研究背景研究方法研究過程總結(jié)展望1顆粒阻尼原理探究起源： 顆粒阻尼為Pagat在研究渦輪機(jī)葉片減振問題時(shí)發(fā)明的沖擊減振器。 據(jù)單元內(nèi)顆粒數(shù)目的不同，傳統(tǒng)顆粒阻尼器可分四類，即單單元單顆粒沖擊阻尼器、多單元單顆粒沖擊阻尼器、單單元多顆粒阻尼器(或稱非阻塞性顆

3、粒阻尼器)及多單元多顆粒阻尼器。此外，有很多顆粒阻尼器變體，如克服方向依賴性的梁式?jīng)_擊阻尼器；用軟質(zhì)包袋將顆粒包裹的“豆包”阻尼器；用軟質(zhì)材料覆蓋容器壁形成緩沖沖擊阻尼器；帶活塞的顆粒阻尼器；帶顆粒減振劑的碰撞阻尼器以及顆粒碰撞阻尼動(dòng)力吸振器。研究背景研究方法研究過程總結(jié)展望原理： 顆粒阻尼技術(shù)的減振耗能機(jī)理為顆粒間碰撞與摩擦耗能及顆粒與主體結(jié)構(gòu)間沖擊碰撞與摩擦耗能。彈性碰撞耗能計(jì)算公式：摩擦耗能計(jì)算公式：總能量耗損計(jì)算公式： 研究背景研究方法研究過程總結(jié)展望1顆粒阻尼原理探究2減振器設(shè)計(jì)加工CATIA設(shè)計(jì)圖：研究背景研究方法研究過程總結(jié)展望CATIA設(shè)計(jì)3D示意圖紙：研究背景研究方法研究過程

4、總結(jié)展望2減振器設(shè)計(jì)加工工程制圖展示：研究背景研究方法研究過程總結(jié)展望2減振器設(shè)計(jì)加工成品展示圖：研究背景研究方法研究過程總結(jié)展望2減振器設(shè)計(jì)加工3減振試驗(yàn)試驗(yàn)優(yōu)化試驗(yàn)儀器：研究背景研究方法研究過程總結(jié)展望功率放大器蘇試振動(dòng)臺(tái)導(dǎo)管減振器計(jì)算機(jī)采集器試驗(yàn)內(nèi)容及目的：1、管道模態(tài)試驗(yàn) : 尋找固有頻率。2、第一階固有頻率減振試驗(yàn)：測(cè)試一階減振效果。3、第二階固有頻率減振試驗(yàn)：測(cè)試二階減振效果。研究背景研究方法研究過程總結(jié)展望3減振試驗(yàn)試驗(yàn)優(yōu)化1、管道模態(tài) 試驗(yàn)結(jié)果 （敲擊法）：研究背景研究方法研究過程總結(jié)展望3減振試驗(yàn)試驗(yàn)優(yōu)化1、管道模態(tài)試驗(yàn)結(jié)果（敲擊法）：固有頻率/Hz未加減振器加空減振器位置位

5、置位置位置第一階68684053第二階438432393303第三階913922研究背景研究方法研究過程總結(jié)展望3減振試驗(yàn)試驗(yàn)優(yōu)化位置:一階振動(dòng)最大處位置:二階振動(dòng)最大處ansys仿真導(dǎo)管振形：研究背景研究方法研究過程總結(jié)展望3減振試驗(yàn)試驗(yàn)優(yōu)化2、第一階固有頻率減振試驗(yàn)結(jié)果（掃頻法）：研究背景研究方法研究過程總結(jié)展望3減振試驗(yàn)試驗(yàn)優(yōu)化2、第一階固有頻率減振試驗(yàn)結(jié)果（掃頻法）：質(zhì)量填充率/%振動(dòng)加速度幅值/g在一階減振時(shí)，鋼珠直徑為1mm，質(zhì)量填充率為80%時(shí)，減振效果最好，能減振75%。且，鋼珠直徑越小，減振效果越好；隨著質(zhì)量填充率的變化，減振效果先增加，達(dá)到最大值后，開始減小。研究背景研究方

6、法研究過程總結(jié)展望3減振試驗(yàn)試驗(yàn)優(yōu)化3、第二階固有頻率減振試驗(yàn)結(jié)果（掃頻法）：研究背景研究方法研究過程總結(jié)展望3減振試驗(yàn)試驗(yàn)優(yōu)化3、第二階固有頻率減振試驗(yàn)結(jié)果（掃頻法）：在二階減振時(shí)，當(dāng)鋼珠直徑為1mm，質(zhì)量填充率為80%時(shí)，減振效果最好，能減振91%。且，鋼珠直徑越小時(shí)減振效果最好；隨著質(zhì)量填充率的變化，減振效果先增加，達(dá)到最大值后，開始減小。質(zhì)量填充率/%振動(dòng)加速度幅值/g研究背景研究方法研究過程總結(jié)展望3減振試驗(yàn)試驗(yàn)優(yōu)化以上減振試驗(yàn)結(jié)果表明，合適的直徑與填充率的情況下，減振器的確能夠很好的減小導(dǎo)管的振動(dòng)。下面應(yīng)用EDEM軟件，從顆粒阻尼減振基本原理層面驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，深入分析在改變

7、顆粒填充率及粒徑情況下顆粒碰撞接觸過程中的耗能規(guī)律。研究背景研究方法研究過程總結(jié)展望4EDEM模擬仿真EDEM簡(jiǎn)介： EDEM是世界上第一個(gè)用現(xiàn)代離散元模型科技設(shè)計(jì)用來模擬和分析顆粒處理和操作的CAE軟件。使用EDEM，可以快速、簡(jiǎn)便的為我們的顆粒固體系統(tǒng)建立一個(gè)參數(shù)化的模型，可以通過導(dǎo)入真試顆粒的CAD模型來準(zhǔn)確描述它們的形狀，通過添加力學(xué)性質(zhì)、物料性質(zhì)和其它物理性質(zhì)來建立顆粒模型，并且在處理過程中，可以把產(chǎn)生的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中。研究背景研究方法研究過程總結(jié)展望4EDEM模擬仿真EDEM仿真視頻展示：4EDEM模擬仿真研究背景研究方法研究過程總結(jié)展望38Hz仿真結(jié)果：顆粒直徑一定時(shí)，

8、耗能速率最大的填充率是80%，且1mm顆粒最大耗能速率略大于2mm和3mm。填充率耗能速率/J/s研究背景研究方法研究過程總結(jié)展望4EDEM模擬仿真309Hz仿真結(jié)果：顆粒直徑一定時(shí)，耗能速率最大的填充率也是80%，且1mm顆粒最大耗能速率略大于2mm和3mm。耗能速率/J/s填充率研究背景研究方法研究過程總結(jié)展望4EDEM模擬仿真仿真曲線與試驗(yàn)曲線的大致趨勢(shì)是基本相同的。從顆粒阻尼減振基本原理的角度很好的驗(yàn)證了減振試驗(yàn)的結(jié)果仿真與試驗(yàn)對(duì)比：以直徑1mm為例耗能速率/J/s填充率填充率耗能速率/J/s振動(dòng)加速度幅值/g振動(dòng)加速度幅值/g研究背景研究方法研究過程總結(jié)展望4EDEM模擬仿真總結(jié)展望研究背景研究方法研究過程總結(jié)展望研究背景研究方法研究過程總結(jié)展望總結(jié)展望：一、通過理論分析、減振器設(shè)計(jì)與試驗(yàn)和建模仿真相結(jié)合的 方法，充分驗(yàn)證了該減振器具有很好的工程