动力机械刚性阻振技术研究

俞波

湖南省工业设备安装有限公司，湖南 长沙 410000

摘要：本文在观点论述的过程中，针对当前动力机械设备的刚性阻振技术进行探讨。在研究的过程中，首先是围绕动力机械刚性阻振的基本概念以及其在当前市场中的应用价值进行了阐释。随后在分析的过程中，引入波动理论针对阻振的隔振机理进行了观点的阐释，并实现相应模型构建，基于模型进行阻振效果的评估。对本文给出的数学模型进行了相应的验证和分析。基于验证可知，本文给出的模型符合相应要求。

关键词：动力机械；刚性阻振；技术探讨

在当前机械设备的研发上，所谓的刚性阻振一般指的是在设备安装的底座和船体基座之间进行刚性质量块的安装。通过这种安装能够有效对结构噪声的传递进行阻隔，从而达成预期的目标。在具体的应用实现上，其核心的优势是能够满足无附加位补偿的目的，对于一些对刚性支承有一定要求的系统在应用上价值十分突出。另外，在一些弹性支承系统中，通过刚性质量块的安装，能够有效实现隔振量的改善。为此，其在市场应用上有较好的应用价值和意义。

一、阻隔系统隔振的理论基础

对于结构噪声来说，在界定上，一般将其看作是在一定声频范畴内产生的弹性波。在进行具体的解读上，本文引入了波动方程，基于此来进行相应的分析和解读。具体参考下图1呈现的内容。在该图中，针对不同截面变化位置弯曲波不同参数变化情况进行科学的解读和分析。

图1 截面变化简图

    结合上图呈现的结果，对于突变截面位置而言，两侧应该有同等的横向速度，有同等的剪力，此外其还应该有相同的角位移以及弯矩。为此在实现上，也应该实现对应边界条件的设定。在随后给出的公式中，待定常数一定要设定四个。随后引入波动理论的内容，若是正弦波的入射方向为x<0，其在到达突变截面位置，也就是到达x=0位置后，会有反射波出现，对应的计算方式应该是

由图1可知:在突变截面处, 不仅左右两侧的横向速度和剪力应相等而且角位移和弯矩也应相等, 即边界条件应为v1+(rejk1x+rjek1x) 。基于分析可知，在式中包含了两项，分别是基于反射行进方向为x<0方向波，另外一个是基于反射实现和x<0区域不断靠近x=0位置的进场。那么此时我们可以通过公式计算获取到x<0范畴内相应的速度。

基于计算和分析，那么此时通过突变截面，也就是通过x=0位置向x>0方向行进波在进行具体的计算上，其对应的计算方式应该是v1+te-jk2x。和x=0位置靠近，且满足x>0区域要求，此时会有一个近场存在，应该是v1+tje-jk2x。那么通过计算分析可知，对于x>0区域来说，则可以基于相应的公式获取到其总体速度。

在公式计算的过程中，涉及到四个不同的常数，这些常数涉及到相应的边界条件，并结合边界条件最终完成常数设定。在所有的常数中，其中最关键的一个常数是透射系数t。通过这个常数，可以了解到突变截面位置对应的弯曲波变化。由于其所处的位置是突变截面，此时通过相应的公式，则可以实现其对应透射系数t的计算。若是在进行计算的过程中，突变截面两侧使用的是相同的蔡利，那么在进行计算上，采取的计算方式则相对简单。最终可以获取到如下图2呈现的隔声量。

图2 结构声隔声量与截面比的关系图

结合图2呈现的内容，若有较小的σ取值，在计算的过程中，弯曲波在通过突变截面位置时不会有任何的阻碍。若是在进行取值上，σ的取值是100，那么促使通过公式计算，可以获取到其对应的隔声量应该是23.2 dB。但是从具体的实践考虑，一般不存在该截面突变。所以在计算上，若是为同材料，那么对应的σ取值一般比5小，那么基于突变截面可能产生的隔声量也相对较小，最大不会超过3.2 dB。

二、阻隔系统隔振的ANSYS分析

在具体的分析上，如下：

（一）阻隔系统的模拟简化模型

为深入进行阻振效果的评估和分析，本文在进行模拟分析实现上，是基于ANSYS软件应用，针对其谐响应展开研究。在具体的分析实现上，其本质目的在于了解不同频率影响下，结构对应出现位移可能会对频率产生影响的曲线。在下图3中进行了相应模拟模型图的构建。在下图中，机座是1，在进行机座的规划上，采取Q235钢完成。同时在图中有一个阻隔质量块，即2。在设计上，其采取的是45钢进行设计。安装基座是3。综合相应的参数分析，最终获取到如图3呈现的结果。

图3 模拟简化模型

（二）ANSYS分析结果研究

基于图3呈现的内容，对其展开有线网格划分，在具体的实现上，针对基础以及机座分别进行相应节点的划分，设置的节点一共是6个。在进行频率激励上，针对不同频率，在激励实现上，引入的是谐响应分析。通过分析，可以获取到对应不同6个节点分别的位移响应。相应的结果在下图4中进行了呈现。通过相应的评估以及计算，最终可以获取到本文给出的系统对应的隔振量最大是5.6 dB。

图4 机座与基础上节点1的位移响应

三、阻隔系统隔振的试验验证

为评估本文给出观点是否准确，在研究的过程中，采取具体的试验对本文给出的模型进行了评估。

（一）试验平台设计

在本文试验开展上，最终设计的试验平台在下图5中进行了呈现。通过图5呈现的结果可以了解到，在当前的试验平台构建上，其核心是0.18kw功率的Jw-631-4型无级调速电机，该电机在工作的过程中，其可以实现每分钟200-1000转的调速。同时在进行试验平台的规划上，其还包含了相互啮合偏心齿轮一对，在工作实现上，其作用在于实现垂直方向激振力的产生。同时在平台设计上，还包含了轴承以及轴等。其中轴承的作用在与实现对偏心齿轮的支承，轴的作用是进行动力的传递。

图5 试验平台

通过本文给出的平台，可以有效实现相应的振动响应的研究。所以基于本文给出的试验平台，可以了解刚性阻隔系统是否能够取得较为出色的隔振效应。

（二）信号采集系统

    在信号采集系统的研发上，整个系统在设计上，其包含的部分在下图6中进行了呈现。具体来说，在该系统的设计上，其核心的构成是加速度传感器、动态信号采集和分析设备以及电荷放大器等。通过系统的作用发挥，可以在采集到信号后，通过信号放大器放大信号，随后完成信号的处理和分析，并最终科学存储信号。

图6 信号采集系统

（三）数据分析

    在本文的数据分析实现上，具体参考下图7、8呈现的内容。在进行数据分析上，需要分析的信号主要是机座以及基础对应的振动信号。

图7 300 r/min时上测点1频谱图

图8 300 r/min时下测点1频谱图

四、结论

总之，本文在观点论述的过程中，指出对于机械设备而言，采取刚性阻隔系统能够有效实现相应阻隔效果。为此在进行评估的过程中，在具体的实现上针对系统的模拟分析可以采取ANSYS软件完成。通过本文的分析，采取相应的额吉伦。通过分析，可以确保上面的理论分析能够和相应的内容保持较高的一致性。

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