动力机械动力吸振器数值优化分析

　第26卷第5期　　　　　　　　　内　燃　机　工　程　　　　　　　　　Vol.26No.5　

2005年10月　　　　　　　　　ChineseInternalCombustionEngineEngineering　　　　　　　　　Oct.2005文章编号:1000-0925(2005)05-035-04

260097

动力机械动力吸振器数值优化分析

韩广才1,王芝秋2

(1.哈尔滨工程大学建筑工程学院,哈尔滨150001;2.哈尔滨工程大学动力与核能工程学院)

NumericalOptimizationAnalysisofAbsorberofPowerMachinery

HANGuang2cai1,WANGZhi2

(1.CollegeofCivilEngine,HarbinEngineering,;

2.CollegeofPowerandNuclear)

Abstract:theofparametersofdynamicvibrationabsorberand

usedasingleasanThedesignoftraditionaldynamicparametersofabsorberisusuallycarriedoutharmonicexcitations.Thedesignofdynamicparametersofabsorberisrelatedtothefrequencyofexcitationsthroughtheoreticalanalysis.Thereforeitisdifficulttodesignitsparametersun2derunharmoniousexcitations.Thepaperusedtheminimumdisplacementresponseasobjecttodesignthedy2namicparametersofabsorberunderunharmoniousexcitationsthroughnumericalsimulation.Thesimulationresultsshowthattheoptionalnumericalmethodhashighprecisionincalculation.

摘要:以单缸柴油机为例研究了动力吸振器动力参数的优化设计问题。传统动力吸振器动力参数设计都是在简谐激励下进行的,经理论分析动力吸振器动力参数的设计与激励频率有关,所以对于非简谐的激励确定动力参数则比较困难。以实现平台最小位移响应为目标,通过数值仿真来确定非简谐激励情况下动力吸振器的动力参数。数值仿真结果表明:数值优化方法具有很好的精度。

关键词:内燃机;振动;两自由度无阻尼系统;动力吸振器;数值仿真

KeyWords:I.C.Engine;Vibration;22DimensionUndampedSystem;Vibration

Absorber;NumericalSimulation

中图分类号:TK421.5　　　　　　文献标识码:A

1　概述

往复式动力机械,由于活塞的往复运动,产生周

期性的冲击力作用于机体,进而传递到基体上,成为机械振动源之一。船舶上内燃机所产生的振动不仅使乘客和船员的居住生活条件恶化,而且对船上通讯导航设备、船舶电气设备和各种工作机械的正常工作带来严重的不良影响,甚至使船体振裂,危及船舶的安全运行。本文以单缸发动机为例阐述了寻找动力参数优化的数值方法,这对于当主系统的激励不是简谐激励时尤为实用。实际上船体艉部的激励

收稿日期:2004209206

由于内燃机、螺旋浆、波浪等作用很难成为单一频率的谐激励。同时吸振器动力参数的确定与激励频率有关,对参数确定造成困难。通过利用数值方法根据动力吸振理论来确定附加系统的动力参数。2　无阻尼两自由度系统的谐迫振动

考虑质量为m1,刚度为k1的质量弹簧系统,受外激励p1sinωt的作用,附加动力吸振器质量为m2,刚度为k2,主系统质量和吸振器质量均以静平衡位置为坐标原点,广义坐标位移为x1和x2,如图1所示。

作者简介:韩广才(1966-),男,博士生,主要研究方向为一般力学、力学的符号推演、振动主动控制、力学数值仿真,E2mail:hangc2008@sina.com。