开题报告-含非线性能量阱的转子系统结构设计

3.0 闻远设计 2024-12-10 76 4 29.47KB 9 页 10光币

本科生毕业设计（论文）开题报告

论文题目：含非线性能量阱的转子系统结构设计

一、课题选题的目的、意义
(一)课题选题的目的
旋转机械广泛应用于日常生活、工业生产以及国防建设等方面[1]，其中转子
系统又属于旋转机械的核心部件。随着世界范围内开始新一轮产业升级，旋转机
械也朝着大功率、高转速的方向发展。工作时转子系统振动过大不仅容易引发系
统故障，而且还会严重缩减旋转机械的使用寿命。高效抑制转子系统振动成为了
当今工业发展亟待解决的问题。转子系统振动抑制的方法主要分为被动抑制和主
动抑制两种[2]。常见的被动抑振方法包括直接减小振源激励、基础隔振、耗能减
振、吸能减振，或加装被动动力吸振器等方式；主动抑振方法包括通过改变转子
刚度、阻尼或添加作动器等方法改变转子系统固有频率或提供额外的抑振作动
力，或者加装主动动力吸振器。传统的线性被动吸振器结构小巧、造价低廉，且
不需要额外的能量源，但其抑振频带狭窄；而主动动力吸振器虽然能够宽频抑
振，但其控制系统结构复杂且鲁棒性差性，并将新型的颗粒阻尼非线性能量阱运
用于转子系统抑振研究中，研宄包括 PDNES 结构设计、数学模型建立、抑振效
果仿真分析、PDNES 参数优化以[3]。
(二)课题选题的意义
为了进一步改善 NES 的抑振效果，急需一种方便可控的阻尼耗能手段用于调
节非线性能量讲的阻尼特性。颗粒阻尼技术作为一种较为成熟的阻尼耗能手段，
有较成熟的理论与应用研究。颗粒阻尼器占用空间小、重量轻，不会引入过多的
额外质量，也不会使减振器结构变得过于庞大；此外颗粒阻尼内部存在较强的非
线性特征[4]，颗粒间复杂的碰撞、摩擦机理导致少量引入颗粒便可显著改变系统
的阻尼比；此外通过改变填入颗粒的各类参数即可有效改变阻尼大小，调节十分
便捷。综合上述分析并考虑到现有非线性能量阱抑振能力的不足，本课题将颗粒
阻尼引入非线性能量阱设计以改善 NES 的阻尼特及实验验证等方面。
二、课题的主要任务和预期目标
（一）课题的主要任务
旋转机械在现代工业发展过程中起到至关重要的作用，现己广泛地应用于如
航空航天、能源、电力、交通、石化等重要工业领域[5][5]。转子系统作为旋转机
械的核心部件常工作在一阶临界转速以上，且在启、停阶段必经过共振区，此时
转子系统将发生不可避免的振动。随着高转速、大功率的现代工业发展趋势，转
子系统的振动也随之增大。振动的增大将严重影响转子的零部件的强度和使用寿
命，甚至会对转子系统的正常工作造[6]。因此，转子系统振动抑制的问题变得更
为突出，研究并掌握振动控制技术是当代各国工业发展的热点。因此，本课题的

任务就是为了能够有效地抑制转子系统的振动。对此，科研人员探寻了各种技术

方法和措施手段。目前控制振动的方法很多，作为工程措施可归纳为消振（消除

振源振动）、隔振（消除或减弱振动传输）、吸振（动力吸振）、阻振（阻尼减

振）以及结构修改五类[7]。对于转子系统而言，消振、隔振以及结构修改都因结

构问题很难实现，而阻振存在动态特性不佳的固有缺点，因此吸振成为转子系统

的振动抑制的一种重要的方式。

（二）课题的预期目标

本课题通过对含非线性能量阱的转子结构的设计，可画出转子结构的标准机

械设计图纸以及各主要零件的机械图纸，同时，在绘制图纸的过程中也会设计和

完善相应的设计说明书。对于该课题，预期设计出更加规范，更加实用的非线性

能量阱的转子系统，需要结构较为简单、抑振频带宽、可靠性高的抑振方法，为

了进一步扩大工程应用、解决 NES 阈值窄的限制，开发了双稳态非线性能量

阱。BNES 对外界能量阈值要求低，更容易被触发，非常适用于转子系统这种较

小幅值振动的抑制。当前，BNES 的应用主要集中于能量回收，对振动抑制方面

的研究较少，对转子系统的振动抑制研究几乎没有。因此综合上述分析的重要意

义、技术背景以及现存的转子系统抑振措施的不足，本课题将屈曲梁应用于ＢＮ

ＥＳ，提出 BNES 的设计概念，将 BNES 应用于转子系统做抑振研究，研究包括结

构设计、仿真分析及试验验证等内容。

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标签： #结构设计 #结构 #设计

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本科生毕业设计（论文）开题报告论文题目：含非线性能量阱的转子系统结构设计一、课题选题的目的、意义(一)课题选题的目的旋转机械广泛应用于日常生活、工业生产以及国防建设等方面[1]，其中转子系统又属于旋转机械的核心部件。随着世界范围内开始新一轮产业升级，旋转机械也朝着大功率、高转速的方向发展。工作时转子系统振动过大不仅容易引发系统故障，而且还会严重缩减旋转机械的使用寿命。高效抑制转子系统振动成为了当今工业发展亟待解决的问题。转子系统振动抑制的方法主要分为被动抑制和主动抑制两种[2]。常见的被动抑振方法包括直接减小振源激励、基础隔振、耗能减振、吸能减振，或加装被动动力吸振器等方式；主动抑振方法包括通...

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