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推进电机电刷滑环结构减振降噪研究

作　者: 黄维
导　师: 李功宇
学　校: 昆明理工大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 电刷滑环结构 减振降噪 有限元法 试验模态分析 综合建模
分类号: U665.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


为了更好地开发海洋资源和维护海洋权益,给水下航行器的动力系统提出了更高的要求。推进电机作为水下航行器比较常见的动力系统,为了保证水下航行器更加迅速有效地执行任务,采用定子和转子对转的形式来提高转速,但随之带来向外辐射噪声变大的现象却给航行器水下航行的隐蔽性构成了隐患。电刷滑环结构作为推进电机将电能转换成机械能的重要部件,是推进电机传导电流的滑动接触体。在推进电机的运行过程中电刷与滑环的滑动接触不良会导致向外辐射噪声变大,甚至会造成推进电机无法正常工作,这些都非常不利于航行器的水下航行。因此在推进电机的减振降噪研究工作中对电刷滑环结构进行减振降噪研究显得十分必要。本文对电刷滑环结构进行了减振降噪研究,制定了电刷滑环结构振动噪声抑制方案,并对其进行了结构改进设计,为委托单位对电刷滑环结构的减振降噪研究提供了技术支持。基于工况下的电刷滑环结构噪声及振动特性测试,对电刷滑环结构进行了噪声源和振动源识别以及相应的特性分析。为了得到电刷滑环复杂结构的有限元计算模型,论文采用了有限元法和试验模态分析法对电刷滑环结构进行动力学综合建模的方法,电刷滑环结构前四阶有限元模态分析结果和模态试验结果的数值误差均在10%以内,建立的电刷滑环结构有限元模型能够准确模拟原型结构的动力学特征,为电刷滑环结构动力响应、振动声辐射以及动态优化设计等进一步的研究工作提供了科学合理的实现基础。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章 绪论  8-14
  1.1 引言  8
  1.2 电刷滑环结构技术发展概况及减振降噪研究概况  8-11
  1.3 本课题来源及研究意义  11-12
  1.4 本论文研究工作与结构安排  12-14
第二章 电刷滑环结构振动噪声基础  14-22
  2.1 电刷滑环结构振动噪声机理  15-18
  2.2 电刷滑环结构摩擦噪声  18-21
  2.3 电刷滑环结构撞击噪声  21
  2.4 本章小结  21-22
第三章 电刷滑环结构噪声源及振动源测试分析  22-34
  3.1 电刷滑环结构噪声测试分析  22-27
    3.1.1 噪声强度与能量频率分布特性  23-25
    3.1.2 噪声频率构成特性  25-27
  3.2 电刷滑环结构振动测试分析  27-33
    3.2.1 振动频率构成测试分析  27-29
    3.2.2 振动模态特性试验分析  29-33
  3.3 电刷滑环结构噪声及振动特性评价  33
    3.3.1 噪声源及特性分析  33
    3.3.2 振动源及特性分析  33
  3.4 本章小结  33-34
第四章 电刷滑环结构振动噪声抑制关键技术  34-40
  4.1 电刷滑环结构噪声抑制技术  34-36
    4.1.1 摩擦特性声源抑制技术  34-35
    4.1.2 模态耦合型噪声抑制技术  35-36
  4.2 电刷滑环结构振动抑制技术  36-37
  4.3 基于声源抑制的电刷滑环结构动态设计技术  37-38
  4.4 本章小结  38-40
第五章 电刷滑环结构有限元法与试验模态法综合建模分析  40-62
  5.1 电刷滑环结构模态分析基础  41-47
    5.1.1 有限元模态分析基础  41-44
    5.1.2 试验模态分析基础  44-47
  5.2 电刷滑环结构模态分析预试验  47-49
  5.3 电刷滑环结构部件有限元动力学建模与仿真分析  49-52
    5.3.1 电刷架零件结构有限元建模与动力学仿真分析  50-51
    5.3.2 滑环轴段子结构有限元建模与动力学仿真分析  51-52
  5.4 电刷滑环结构整体有限元与试验综合建模分析  52-59
    5.4.1 电刷滑环结构整体实验模态分析  53-55
    5.4.2 电刷滑环结构整体有限元仿真  55-58
    5.4.3 电刷滑环结构薄弱环节分析  58-59
  5.5 电刷支架子结构减振降噪改进设计与预测分析  59-60
  5.6 本章小结  60-62
第六章 总结和展望  62-64
  6.1 总结  62-63
  6.2 展望  63-64
致谢  64-66
参考文献  66-70
附录A 攻读硕士期间发表的学术论文  70-72
附录B 攻读硕士期间参与的科研工程项目  72

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中图分类: > 交通运输 > 水路运输 > 船舶工程 > 船舶电气设备、观通设备 > 船用强电设备 > 船用电机
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