减振方法与措施论文参考文献

1）消除振源，即消除或减少激振力。如对旋转机器进行动平衡，在有激振力的机器上安装动力吸振器(由质量为m的重块和刚度为k的弹簧组成)。设计时取(为激振力的圆频率)，这样振动就会转移到动力吸振器的重块上，而机器受到吸振器传来的反相力作用后会使振动停止或急剧减小，这种现象称为原点反共振。动力吸振器一般适用于激振频率范围变化较小而机器的参量又不便于改变的场合，如用于车刀、输电线等。必要时可增加一个阻尼器，阻尼会使吸振效率略有降低，但使吸振的频率范围大为增加。2）切断传递途径，这是隔振措施，可分为切断力的传递途径(积极隔振)和切断运动的传递途径(消极隔振)两种。前者是在有激振力的设备和地基之间安装由弹簧和阻尼器组成的隔振器，以降低力的传递率，使传到地基上的激振力尽量减少，后者是在振动的地基和设备之间安装隔振器，以降低运动传递率，减小设备因地基运动而产生的响应。3）降低被激设备的响应可设法使设备的固有频率远离激振频率以免引起很大响应的共振(见线性振动)，或增加被激设备的阻尼。增加阻尼的方法有：①被激设备采用内摩擦大的金属材料，如铸铁、镁硅合金；②采用有干摩擦的结构，如铆接、螺接结构；③采用由金属和粘弹性材料构成的大阻尼复合结构(其中金属承受载荷，粘弹性材料提供大阻尼)，这种结构能在很宽的频率范围内保持阻尼系数不变，所以能同时抑制宽带随机力激发出来的多阶共振峰，现已广泛用于从网球拍到高层金属建筑的各种结构，也可以作为种事后补救手段用于因设计不周而在投产后产生振动的机器设备上。

地铁运行产生的振动问题可以在地铁工程最初的规划、设计和施工阶段通过一些措施得到一定程度的控制。规划阶段的控制措施在最初的规划阶段,文献[5]认为,要把线路选择和城规划结合起来考虑。(1)线路走向尽量与城快速路、主干道或次干道重合。(2)合理控制地铁线路两侧拟建建筑物的建设距离。(3)在轨道交通规划布局中,应充分利用振动波的天然屏障,如河流、高大建筑物等,来阻隔振动的影响。设计施工阶段的控制措施在设计施工阶段,采取合理的隔振、减振措施,能有效减少地铁振动带来的问题。隔振是用一些弹性元件或其他措施隔断部分振波的传播;减振是在产生振源的设备或部件上加装阻尼结构或阻尼元件,或者增加设备或元件本身的阻尼来达到减振的目的。根据地铁振动的产生、传播和相关因素的,可以从振源减振控制、振动传播途径控制、受保护建筑物控制三方面来考虑地铁振动的控制。振源减振控制从振动源头减小振动是最直接的控制方法,根据地铁振动产生的机理和影响因素的,可以采取以下具体措施[3~6,9]。(1)车辆轻型化。(2)车轮平滑化。通过采用弹性车轮、阻尼车轮和车轮踏面打磨等车轮平滑措施,可有效降低车辆振动强度。(3)采用重型钢轨和无缝线路。(4)采用盘式制动。(5)采用直线电机。直线电机具有造价低、振动小、噪声低、能耗低、污染小、安全性能好等诸多优点,是21世纪城轨道交通发展的方向。(6)适当控制地铁列车运行速度。(7)采用适当的弹性扣件或轨道减振器。目前国内地铁通常采用的扣件型式主要有DTI型~DTⅦ型、WJ2型和单趾弹簧扣件等,这些扣件主要用于一般减振要求的路段,大部分扣件可降低振动2~9dB;在减振要求较高的地段常采用轨道减振器。目前,轨道减振器常用的有科龙蛋减振器、改进型科龙蛋减振器、轨枕靴等新型减振器。其中,轨枕靴减振效果最优,可达19dB;其次为改进型科龙蛋,减振7~8dB;科龙蛋减振值为3~5dB。(8)选择合理的轨道结构类型,降低振源的激振强度。目前,除传统的有碴轨道结构以外,还有浮置板轨道结构和弹性短轨枕轨道结构(LT,即索尼威尔低振动轨道)这两种减振型轨道结构。根据德国实测资料,浮置板式轨道结构减振效果可高达30dB,其缺点是造价较高。香港的西部铁路在不同路段分别采用了浮置板轨道结构和弹性短轨枕轨道结构,取得了很好的减振效果,使香港西铁成为世界最安静的轨道交通线路之一。国内的广州地铁1线、2线也都合理采用了这两种轨道结构,达到了预期的效果。但是,这两种轨道结构的造价相对较高。 振动传播途径控制通过对振动传播途径及其影响因素的,采取一些隔振或其他措施,可使得振动的影响降低[2,3,6,8,10]。(1)在钢轨与轨枕之间加隔振材料。主要有橡胶隔振垫板和浮置板隔振系统。橡胶隔振垫构造简单,施工方便,不足之处是隔振效果较小,比一般道床结构可增加传递损失4dB左右;浮置板隔振系统是一种质量-弹簧隔振系统,既可用于有道碴轨道,也可用于无碴轨道,减振效果最好,缺点是造价较高。(2)增加埋深,增加壁厚,根据实际情况选取合适的结构。埋深越大,振动影响越小,厚度对振动有十分明显的影响,材料相同,厚度加大一倍,壁振动降低5~8dB,结构对振动的影响前面已有论述,不再重复。(3)对于有碴轨道,增加道碴厚度,在道碴床和之间铺设整体橡胶道碴垫。铺设橡胶道碴垫,可降低壁振动10~20dB,但钢轨变形增大。(4)用屏障隔振。屏障隔振是一种常见的工程方法,用来阻碍或改变振动波向屏蔽区的传播,从而减小屏蔽区的地面、结构振动。采用隔振沟、消振壁、缓冲带和围栏桩,均可以降低地铁振动向地基的传递。其中隔振沟是较好的方式,只要沟的深度足够,它可以切断振动波的传播,取得理想的隔振效果。 受保护建筑物控制由列车振动引起的沿线地面建筑物的振动,其振级的大小与建筑物基础、结构形式以及与地铁线的距离有关。目前,关于建筑结构方面的控制措施研究较少,主要有以下几个结论或建议[2,3,8]。(1)地基弹性很大程度上影响着建筑物对振动的感应程度,地基的刚性越强,建筑物内振动响应越低。因此,地铁振动影响范围内的建筑物要做好基础的加固。(2)建筑物振动与建筑结构有关,对于轻型结构框架或基础,振动衰减为零;对于重型结构框架或基础,振动衰减为(15±5)dB;对于重型结构建筑物楼层增加,振动减少,每层减少1~4dB,轻体结构振动不随楼高的增加而减少。(3)通过调整屋结构体系的刚度,改变结构自振频率,避免主振源与屋结构之间由于低频耦合作用产生的共振现象。(4)可以采用在建筑结构上安装控制装置的办法,达到减小地铁振动引起的建筑结构振动反应的目的。5 有待研究的问题虽然关于地铁运行引起的振动这一课题国内外学者都做了不少的研究工作,但仍然有不少需要解决的问题。如:(1)在地铁振动产生机理上,地铁振动源的主要影响因素对振动源的影响,都是通过实测得出的结论,各参量之间的关系如何,目前尚无成熟的精确表达式。(2)目前由于时间及空间的限制,在研究地铁列车振动的影响问题时,一般都将这个三维空间问题简化为二维平面问题,这就无法确定结论的准确性。(3)在振动的控制措施上,目前频率高于20Hz的振动控制措施已趋于成熟,但低频振动仍然是一个尚未解决的问题。近年来多伦多、旧金山、费城等城的城轨道交通的研究表明,车辆转向架的设计(主要是低刚度悬挂系统和弹性车轮)对于低频振动影响较大,值得进一步研究。(4)地铁振动对地面建筑物的影响及其建筑物响应的控制问题的研究将会有重要的工程意义和社会意义。

随着社会的进步,工业的发展,我国机械制造业得到了巨大的发展。下文是我为大家整理的关于机械设计方面毕业论文例文参考的内容，欢迎大家阅读参考!

浅析大型机械驾驶室减振设计

摘要：本文概述了工程机械减振技术的发展概况，并以大型机械的驾驶室减振设计为背景，探讨了发动机悬置设计的基本原则，并对发动机减振的布置的力学特性进行分析，最后提出了以驾驶室模态试验为基础来检验现有类型的驾驶室的结构弱点检验和构件加强的方法。

关键词：机械 驾驶室 减振设计

1、概述

工程机械在水利工程、道路施工、矿山等场合得到大量的使用，其性能的可靠性直接影响到工程建设的正常开展。这类机械的设计时通常采用静态设计，设计理念上更多的是考虑机械的强度、耐久性等和机械的工作性质直接相关因素。但从实际使用情况来看，国产的大型工程机械普遍存在着施工过程中振动过大的问题，这将间接影响设备的抗疲劳特性和操作人员的舒适性和操作的稳定性。

由于工程机械的工作环境恶劣，车体结构的振动问题更加明显，直接影响到驾驶员的舒适性和驾驶的安全性。因此对于大型工程机械而言，控制车体振动尤其是驾驶室的振动，寻求有效的减震设计方法，对于提高驾驶员的舒适度和车体驾驶室构件的疲劳寿命都是有重要意义的。大型工程机械的振动控制问题是个非常复杂的问题，本文将这一问题缩小到驾驶室的减振设计上，主要通过发动机悬置位置的优化设计，以及基于模态分析和被动隔振理论来降低驾驶室的振动效应。

早期的汽车发动机减振方法是利用硫化橡胶，但硫化橡胶在耐油和耐高温方面表现不够理想。20世纪40年代设计出了液压悬置装置来降低发动机的振幅，并取得了较好的使用效果。但液压悬置减振装置在高频激励下会出现动态硬化的问题，已经逐渐不适应汽车发动机减振的要求。

上述几类减振方式都属于被动减振技术，在此基础上，随着发动机减振技术的进步，半主动减振技术开始应用到发动机减振中，这类减振技术的代表作是半主动控制式液压悬置装置，这类减振技术的应用最为广泛。尽管后来又出现了由被动减振器、激振器等所构成的主动减振技术，这一技术能够较好的实现降噪性能，但结构非常复杂，在恶劣工作环境下的工程车辆较少使用。

在工程车辆驾驶室的舒适度设计方面，主要所依据的是动态舒适性理论，用以评价驾驶人员在驾驶室振动的条件下对主观舒适程度。从驾驶员所承受的振动来源来看，主要是受发动机的周期性振动和来自于路面的随机激励。其传递机理较为复杂，跟发动机、驾驶室、座椅等的减振都有关系。因此为便于分析，本文中只针对驾驶室的减振问题展开研究。

2、大型工程机械驾驶室的减振设计

如前文所述，驾驶室的振源激励主要来自于路面和发动机及其传动机构。来自于路面的振源激励具有很大的随机性，要进行理论分析非常困难。加之在需要使用大型工程机械的场合机械的运动速度一般都较慢，随之产生的路面激振频率较低。因此相比之下，大型机械的发动机在运行时一直都处在高速运转状态，由此产生的激振频率很高，也更容易导致构件的疲劳损坏，实践证明发动机及其附件的疲劳损坏主要是由发动机周期激振力产生的交变应力引起的。从物理背景来看，工程机械的驾驶室所受到的振动激励主要来从车架传递到台架，驾驶室的振动行为属于被动响应。为了便于分析，将驾驶室的隔振系统进行简化，以单自由度弹簧阻尼系统来对驾驶室受到振动激励过程进行分析。

发动机的悬置设计

发动机在工作过程中的振动原因主要是不平衡力和力矩，这类振动不仅会引起车架的的振动，也会形成较强烈的噪声，不仅会影响到构件的使用寿命也会影响驾驶员的舒适度。要缓解发动机振动所造成的负面影响，采用悬置的设计方式是比较有效的途径，其实现方式是在动力总成和车架之间加入弹性支承元件。悬置设计方式的理论基础是发动机解耦理论，通过解除发动机六个自由度解耦，改变发动机的支撑位置，从而实现发动机自由度间振动耦合的解除。

此外，需要配合使用解除耦合后的各自由度方向的刚度与相应的阻尼系数，但应注意在解耦之后振动最强的自由度方向的共振控制，可应用主动隔振理论来确定减震器的刚度和阻尼系数。采用合适的刚度和阻尼系数的目的在于控制发动机悬置系统的减振区域。

具体到悬置设计的细节方面，主要是确定发动机支撑的数目和相应的布置位置。在考虑发动机动力总成悬置系统的支撑数目时，考虑的因素包括承重量和激振力两大类。在设计时通常都会依据车辆类型的不同选择三点或者四点支撑方式。对于大型机械而言，在实践中一般都会采用四点支撑的方式，本文中作为算例的发动机属于某型重型挖掘机的发动机。因此采用经典的四点支撑。其支撑位置选择在飞轮端和风扇端，上述两个位置分别设置两个对称的支撑点，采用支撑对称的目的在于后期解耦方便。从布置的方式上看，主要有平置、汇聚和斜置三种典型布置方式，具体采用哪种方式取决于发动机周围附属配件的布局方式以及车架所能提供的空间有关。本文中不重点讨论减振支撑的布置方式，因此仍然采用平置式的减振布置方式。

悬置系统的动力学分析

为减少研究成本，在支撑的材料上选用橡胶减振器。由前节所述，由于采用的是四个平置式的橡胶减震器，因此可以在进行力学分析时将其简化为三个互相垂直的弹簧阻尼系统，从而可以构建一个发动机主动隔振的力学模型。

驾驶室模态试验

在上述基本力学分析的基础上，进一步采用驾驶室模态试验的方法来检验整个驾驶室的减振效果，其目的在于掌握驾驶室的动态特性和找出驾驶室结构上的薄弱部位，同时以试验为基础还可以调整驾驶室减震器的系数匹配，减小驾驶室的整体振动响应。在试验时以快速傅里叶变换为以及，测量激振力和振动响应之间的关系，从而得到二者之间的传递函数，而模态分析的目的是通过实现来实现传递函数的曲线拟合和确定结构的模态参数。本试验中采用LMS模态测试分析软件，驾驶室所受的激振用力锤激振器来模拟。

在试验时用力锤敲击驾驶室从而制造出1-200HZ脉冲信号。通过记录下在不同激振频率下驾驶室结构的反应来确定驾驶室各个构件的强度，以及应该避免的激振频率。在得到这些基础数据后可为后续的驾驶室减振设计的选择悬置系统的减振区域的临界值，使得驾驶室所有构件的固有频率都能够位于减振器的减振区域内，从而起到抑制驾驶室结构的振动响应。

参考文献

[1]司爱国.轮式装载机行驶稳定系统开发与研究[D].北京：北京科技大学硕士学位论文.

[2]王敏.轻卡动力总成悬置系统的隔振性能[D].合肥：合肥工业大学硕士学位论文.

浅谈机械的可靠性设计

【摘要】本文主要叙述机械可靠性设计的一些基本内容，在此基础上进一步的分析了机械可靠性的优化设计，以及重点的分析了机械可靠性设计的稳健设计，希望能够对我国的机械可靠性设计发展有所帮助。

【关键词】机械可靠性设计;发展沿革;优化设计;稳健设计

引言：20世纪40年代的时候出现了可靠性设计思想，这种思想主要是将安全度作为主题所研究的可靠性理论，这项技术出现后在理论学术界以及实际工程界都有了很大的关注度，相关的理论以及方式也是不断的出现。比如：M onte C arlo 模拟法 、矩方法和以矩方法为基础的可靠性理论、响应面法、支持向量机法 、最大熵方法、随机有限元法和非概率分析方法等这些理论设计到了静强设计、疲劳强度设计、有限寿命设计的各个方面，对于结构系统、机构系统、震动系统等有这可靠性的研究。

1.机械可靠性设计的概述

在产品质量中可靠性是其最为主要的指标以及最重要的技术指标，工程界对于这一点也是越来越重视。在产品的设计、研制、装配、调试等各个环节中可靠性都有着一定的关联性，所以说在概率统计理论的基础上要加大其的推广认识，这样对于原本传统的相关问题能够很好的解决点，同时将产品质量提升上去而且使得产品成本有所降低。经过多年的发展，可靠性技术的不断发展，使得机械可靠性以及设计方式出现了很好的种类，但是就具体的实质来说，大致的分为数学模型法以及物流原因方式两种。

数学模型法就是通过某种实验数据所得概率统计为基础，逐渐的划分为两点，第一点为时间范畴中所涉及的量是可靠性质的，也是就是说因为依据某种规律在时间变动下，疲劳寿命以及耗损失都是在一定的范围之内的;第二种为，将某种偶然因素所发生结果所表现的可靠性，主要是因为不定期所出现的偶然因素所波动的，都是通过概率可靠性对于随机事件计算的，也会发展为两个方面：第一种是对模型法或者相关扩展方式，这样的方式主要是对于产品实效原因产生与产品上应力大于产品本身的强度，所以说应力概率是低于可靠度强度的，第二种为随即过程中或者是随机场不超出规定水准的概率。

2.可靠性优化设计

可靠性优化设计的基本理论

无论是什么样的机械产品，在最开始的方案构建到后期的生产制造实施，都是需要经过一个设计过程的，但是现在计算不断发展，新的知识、新的材料、新的手工艺、新的会计不断的出现，使得机械产品日益在完善，这就是所谓的知识成就了技术、技术成就了产品时间。使得研究的时间越来越短，但是结构确实越来越复杂，这样的情况下顾客对于产品功能、性能、质量、或者是相关服务都有着很大的要求。

这样的趋势下，对于设计整个过程要加大进度，设计周期要缩短。同时需要注意的是，对于设计是不是能够完善来说，产品的力学性能或者是使用价值、制造成本都是有着一定行的影响的，但是对于产品企业的工作质量或者是仅仅效果也是有着相对影响的，所以说，如何将设计质量提升上去，设计理论怎么发展下去，设计技术怎么做到更好，设计过程怎么才能加快嫉妒，都是现在机械设计中所研究的重要问题。

60年代的时候是机械优化设计发展最为迅速的时候，将数学规划以及计算机技术这两种结合在一起。所谓的数学规划理念在现在已经是不断的成熟起来，计算机技术也是高速的发展和广泛的使用中，在工程设计中为最普遍使用优化设计提供相关理论以及方式。

国家能源以及相关资源的是否被合理使用都受到了产品最佳、最可靠性的问题影响，通过使用最佳或者是最可靠性设计能够得到小体积、轻质量、节能材料的产品，同时这样产品有着一定的可靠性，机械产品所进行优化设计的主要目标就是根据一定的预期点或者是安全需要，通过一种最优化的形式将产品展示处理，在进行设计的同时需要将各种载荷随机性考虑到位，同时不能忽略的是结构参数的随机性，这两点对于产品都有着一定性能的影响。

所谓的可靠性优化设计是指质量、成本、可靠度这三方面的，将产品的总体可靠度进行一定的性能约束优化，将所出现的问题合理安全性的相结合，这样也是在结构布局或者是产品质量有保证情况，使得产品有了最大化的可靠度。

近年来可靠性优化设计发展

最近的30年内，机械设计领域中，因为科技的融入使得现代化设计方式以及相关的科学方式不断的出现，在可靠性设计或者是优化设计方面一定有着很高的水准，但是就单方面来说，无论是可靠性设计或者是优化设计，都不能很好的将其所具备的巨大潜力展示出来。一点是因为可靠性设计和优化设计是不相同的，在机械产品经过可靠性设计之后，不能将其工作性能或者是参数达到最为优秀的一点，还有一点是因为优化设计所包含的不是可靠性设计，机械产品要是在不可靠性情况下所进行的优化设计，不能保证产品在一定的条件下或者是时间内，能够将所规定的功能很好的完成，有的时候也许会出现一定的事故，这样直接都有着经济损失。

除此之外，因为机械产品有着很多的设计参数，要是对于多个设计参数进行确定的时候，单纯的可靠性设计就不是这样有地位了，所以在进行可靠性优化设计研究的前提下，要将机械产品可靠性要求先保证，同时保证所运行的环境是最佳的工作性能以及参数，将可靠性或者是优化性设计很好的结合在一起，然后在发展研究设计，才能得出最为优秀的设计方式。

关于可靠性的稳健设计

产品质量是企业赢得用户的关键因素 。任何一种产品，它的总体质量一般可分为用户质量if't-部质量)和技术质量(内部质量)。前者是指用户所能感受到、见到、触到或听到的体现产品优劣的一些质量特性 ;后者是指产品在优良的设计和制造质量下达到理想功能 的稳健性。稳健设计作为一种低成本和高质量的设计思想和方法，对产 品性能、质量和成本综合考虑，选择出最佳设计，不仅可以提高产品的质量，而且可以降低成本。在机械产 品设计中，正确地应用稳健设计的理论与方法可以使产品在制造和使用中，或是在规定的寿命期 问内当设计因素发生微小变化时都能保证产品质量的稳定 。

结束语：总而言之，对于机械的可靠性设计而言，设计人员应该根据实际，做出最优的设计，只有这样的设计才能将可靠性或者是优化设计巨大潜力发挥出来，将两点所具有的优势已近特长全部发挥出来，才能达到产品最佳以及最可靠点，这样的设计有着最为先进和最实用的设计特点，才能最好的达到预定的目标，和保证在设计中的机械产品的质量以及经济效益。

【参考文献】

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