艦船用海水柱塞泵振動特性研究
發(fā)布時間：2020-12-04 08:08
艦船疏水系統(tǒng)是保障艦船安全性和生命力的重要系統(tǒng),其一般采用海水柱塞泵作為動力源。然而,海水柱塞泵在工作過程中會產(chǎn)生較強烈的振動噪聲,嚴重影響了艦船的隱蔽性和安全性。因此,分析海水柱塞泵振動產(chǎn)生機理并采取相應(yīng)的減振措施,對于增強艦船的戰(zhàn)斗力具有重要意義。模態(tài)分析是柱塞泵振動特性分析的重要方法之一,本文在對海水柱塞泵振動機理分析的基礎(chǔ)上,提出了一種新的基于傳遞率的柱塞泵工作模態(tài)分析方法,并運用該方法識別出海水柱塞泵的固有頻率和振動峰值,然后調(diào)整海水柱塞泵支撐剛度以避開共振、減小壓力脈動以降低振動峰值,從而減小海水柱塞泵振動。論文具體研究內(nèi)容如下:1)根據(jù)海水柱塞泵結(jié)構(gòu)及工作原理,建立了海水柱塞泵運動部件的多體系統(tǒng)動力學模型,然后仿真分析了海水柱塞泵的振動源及其振動頻率,進而得出海水柱塞泵的振動機理。2)基于模態(tài)分析理論和柱塞泵工作原理,本文提出一種壓力激勵下基于傳遞率的柱塞泵工作模態(tài)分析方法,并運用所提出的方法對海水柱塞泵模態(tài)參數(shù)進行識別,對比分析海水柱塞泵振動頻率、固有頻率和振動峰值之間的關(guān)系,結(jié)果表明海水柱塞泵在其固有頻率處會產(chǎn)生共振,可通過改變海水柱塞泵固有頻率及減小壓力脈動兩方面減...
【文章來源】：華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：134 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
含加強筋的殼體及優(yōu)化前后柱塞泵的噪聲頻譜圖
到了回程盤的應(yīng)力分布圖和最大應(yīng)力點，指出優(yōu)化回程盤有助于減小其振動噪聲[11]。華中科技大學的吳德發(fā)等人通過改變柱塞泵配流閥閥座的材料來降低柱塞泵的噪聲，并通過仿真和試驗發(fā)現(xiàn)：泵在不同材質(zhì)的閥座下的噪音范圍從高到低依次為：316 L > NYLON > PEEK> PTFE[12]。以上研究表明，不論是改變柱塞泵結(jié)構(gòu)還是材料都可以有效減小柱塞泵的機械振動及噪聲。然而，柱塞泵作為一種流體機械，在工作過程中，由于柱塞腔及配流機構(gòu)中流體高壓區(qū)域和低壓區(qū)域的轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的液壓沖擊、流量脈動和氣穴等原因不可避免會產(chǎn)生流體振動及噪聲，因此，有必要考慮流體對柱塞泵振動的影響。（2）柱塞泵流體振動研究現(xiàn)狀許多學者研究表明不僅優(yōu)化機械結(jié)構(gòu)可以有效減小柱塞泵振動，優(yōu)化其流體動力學特性也會對柱塞泵振動產(chǎn)生顯著影響[13-15]。Ericson 等指出液壓系統(tǒng)的流體振動噪聲主要由泵的流量脈動引起，流量脈動可分為運動脈動和可壓縮脈動兩部分，介紹了一種測量流量的新方法-源導(dǎo)納法，并通過試驗驗證了該方法可用在產(chǎn)品開發(fā)中以降低泵的振動噪聲[16, 17]。
技 大 學 博 士 學 次源”測試方法，并研究了不同結(jié)構(gòu)聲的影響，試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)大坡度結(jié)構(gòu)[18-21]。針對由配流盤引起的流體振動柱塞泵中由流量倒灌所導(dǎo)致的壓力沖圖 1.2 所示[22]。研究了軸向柱塞泵產(chǎn)生的流體脈動起的脈動外，還考慮了流體可壓縮性分析了柱塞泵中由流動脈動引起的流
【參考文獻】：
期刊論文
[1]Noise Reduction of an Axial Piston Pump by Valve Plate Optimization[J]. Shao-Gan Ye,Jun-Hui Zhang,Bing Xu. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2018(03)
[2]液壓柱塞泵壓力脈動函數(shù)的仿真分析[J]. 張?zhí)煜? 振動.測試與診斷. 2016(05)
[3]基于特征線—快速傅里葉變換法的軸向柱塞泵流固耦合振動特性研究（英文）[J]. 劉洋,武兵,黃家海. 機床與液壓. 2016(06)
[4]基于虛擬樣機技術(shù)的軸向柱塞泵回程盤動力學特性仿真分析[J]. 張靜,胡亮,李小軍,史偉東. 液壓與氣動. 2016(03)
[5]基于流構(gòu)全耦合模型的柱塞泵斜盤振動和壓力脈動的研究（英文）[J]. Xiao-ping OUYANG,Xu FANG,Hua-yong YANG. Journal of Zhejiang University-Science A（Applied Physics & Engineering）. 2016(03)
[6]共振型液壓脈動衰減器研究現(xiàn)狀及展望[J]. 歐陽小平,李磊,方旭,楊華勇. 機械工程學報. 2015(22)
[7]潛艇疏水系統(tǒng)發(fā)展趨勢探討[J]. 汪正清,陳小鄒,王楠,支平. 艦船科學技術(shù). 2015(07)
[8]轉(zhuǎn)位角對串聯(lián)式軸向柱塞泵流量脈動的影響（英文）[J]. Bing XU,Shao-gan YE,Jun-hui ZHANG. Journal of Zhejiang University-Science A（Applied Physics & Engineering）. 2015(05)
[9]一種新的軸向柱塞泵配流盤過渡區(qū)設(shè)計方法(英文)[J]. Bing XU,Ying-hui SUN,Jun-hui ZHANG,Tong SUN,Ze-bing MAO. Journal of Zhejiang University-Science A（Applied Physics & Engineering）. 2015(03)
[10]海水液壓技術(shù)在深海裝備中的應(yīng)用[J]. 劉銀水,吳德發(fā),李東林,趙旭峰,李曉暉. 機械工程學報. 2014(02)
博士論文
[1]傳遞率及其在運行模態(tài)分析中的應(yīng)用[D]. 張昱.大連理工大學 2016
[2]斜盤式軸向柱塞泵流體振動溯源研究[D]. 張晉.燕山大學 2015
[3]柱塞泵流量脈動測試方法和大范圍工況降噪結(jié)構(gòu)優(yōu)化的研究[D]. 宋月超.浙江大學 2013
[4]海水淡化高壓軸向柱塞泵的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 翟江.浙江大學 2012
[5]軸向柱塞泵的虛擬樣機及油膜壓力特性研究[D]. 張斌.浙江大學 2009
[6]軸向柱塞泵流量脈動及配流盤優(yōu)化設(shè)計研究[D]. 馬吉恩.浙江大學 2009
[7]橡膠隔振器動力學性能及設(shè)計方法研究[D]. 王銳.華中科技大學 2007
碩士論文
[1]金屬橡膠隔振器的非線性特性研究及參數(shù)識別[D]. 楊坤鵬.中北大學 2017
[2]柱塞泵及管路流固耦合振動特性研究[D]. 劉洋.太原理工大學 2016
[3]基于傳遞率函數(shù)的運行狀態(tài)模態(tài)分析方法及軟件實現(xiàn)[D]. 張永年.南京航空航天大學 2014
[4]基于傳遞率的工作模態(tài)參數(shù)識別方法的研究[D]. 韓杰.太原理工大學 2012
[5]A11VO型軸向柱塞泵動態(tài)特性研究[D]. 楊軍.蘭州理工大學 2012
本文編號：2897264
【文章來源】：華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：134 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
含加強筋的殼體及優(yōu)化前后柱塞泵的噪聲頻譜圖
到了回程盤的應(yīng)力分布圖和最大應(yīng)力點，指出優(yōu)化回程盤有助于減小其振動噪聲[11]。華中科技大學的吳德發(fā)等人通過改變柱塞泵配流閥閥座的材料來降低柱塞泵的噪聲，并通過仿真和試驗發(fā)現(xiàn)：泵在不同材質(zhì)的閥座下的噪音范圍從高到低依次為：316 L > NYLON > PEEK> PTFE[12]。以上研究表明，不論是改變柱塞泵結(jié)構(gòu)還是材料都可以有效減小柱塞泵的機械振動及噪聲。然而，柱塞泵作為一種流體機械，在工作過程中，由于柱塞腔及配流機構(gòu)中流體高壓區(qū)域和低壓區(qū)域的轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的液壓沖擊、流量脈動和氣穴等原因不可避免會產(chǎn)生流體振動及噪聲，因此，有必要考慮流體對柱塞泵振動的影響。（2）柱塞泵流體振動研究現(xiàn)狀許多學者研究表明不僅優(yōu)化機械結(jié)構(gòu)可以有效減小柱塞泵振動，優(yōu)化其流體動力學特性也會對柱塞泵振動產(chǎn)生顯著影響[13-15]。Ericson 等指出液壓系統(tǒng)的流體振動噪聲主要由泵的流量脈動引起，流量脈動可分為運動脈動和可壓縮脈動兩部分，介紹了一種測量流量的新方法-源導(dǎo)納法，并通過試驗驗證了該方法可用在產(chǎn)品開發(fā)中以降低泵的振動噪聲[16, 17]。
技 大 學 博 士 學 次源”測試方法，并研究了不同結(jié)構(gòu)聲的影響，試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)大坡度結(jié)構(gòu)[18-21]。針對由配流盤引起的流體振動柱塞泵中由流量倒灌所導(dǎo)致的壓力沖圖 1.2 所示[22]。研究了軸向柱塞泵產(chǎn)生的流體脈動起的脈動外，還考慮了流體可壓縮性分析了柱塞泵中由流動脈動引起的流
【參考文獻】：
期刊論文
[1]Noise Reduction of an Axial Piston Pump by Valve Plate Optimization[J]. Shao-Gan Ye,Jun-Hui Zhang,Bing Xu. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2018(03)
[2]液壓柱塞泵壓力脈動函數(shù)的仿真分析[J]. 張?zhí)煜? 振動.測試與診斷. 2016(05)
[3]基于特征線—快速傅里葉變換法的軸向柱塞泵流固耦合振動特性研究（英文）[J]. 劉洋,武兵,黃家海. 機床與液壓. 2016(06)
[4]基于虛擬樣機技術(shù)的軸向柱塞泵回程盤動力學特性仿真分析[J]. 張靜,胡亮,李小軍,史偉東. 液壓與氣動. 2016(03)
[5]基于流構(gòu)全耦合模型的柱塞泵斜盤振動和壓力脈動的研究（英文）[J]. Xiao-ping OUYANG,Xu FANG,Hua-yong YANG. Journal of Zhejiang University-Science A（Applied Physics & Engineering）. 2016(03)
[6]共振型液壓脈動衰減器研究現(xiàn)狀及展望[J]. 歐陽小平,李磊,方旭,楊華勇. 機械工程學報. 2015(22)
[7]潛艇疏水系統(tǒng)發(fā)展趨勢探討[J]. 汪正清,陳小鄒,王楠,支平. 艦船科學技術(shù). 2015(07)
[8]轉(zhuǎn)位角對串聯(lián)式軸向柱塞泵流量脈動的影響（英文）[J]. Bing XU,Shao-gan YE,Jun-hui ZHANG. Journal of Zhejiang University-Science A（Applied Physics & Engineering）. 2015(05)
[9]一種新的軸向柱塞泵配流盤過渡區(qū)設(shè)計方法(英文)[J]. Bing XU,Ying-hui SUN,Jun-hui ZHANG,Tong SUN,Ze-bing MAO. Journal of Zhejiang University-Science A（Applied Physics & Engineering）. 2015(03)
[10]海水液壓技術(shù)在深海裝備中的應(yīng)用[J]. 劉銀水,吳德發(fā),李東林,趙旭峰,李曉暉. 機械工程學報. 2014(02)
博士論文
[1]傳遞率及其在運行模態(tài)分析中的應(yīng)用[D]. 張昱.大連理工大學 2016
[2]斜盤式軸向柱塞泵流體振動溯源研究[D]. 張晉.燕山大學 2015
[3]柱塞泵流量脈動測試方法和大范圍工況降噪結(jié)構(gòu)優(yōu)化的研究[D]. 宋月超.浙江大學 2013
[4]海水淡化高壓軸向柱塞泵的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 翟江.浙江大學 2012
[5]軸向柱塞泵的虛擬樣機及油膜壓力特性研究[D]. 張斌.浙江大學 2009
[6]軸向柱塞泵流量脈動及配流盤優(yōu)化設(shè)計研究[D]. 馬吉恩.浙江大學 2009
[7]橡膠隔振器動力學性能及設(shè)計方法研究[D]. 王銳.華中科技大學 2007
碩士論文
[1]金屬橡膠隔振器的非線性特性研究及參數(shù)識別[D]. 楊坤鵬.中北大學 2017
[2]柱塞泵及管路流固耦合振動特性研究[D]. 劉洋.太原理工大學 2016
[3]基于傳遞率函數(shù)的運行狀態(tài)模態(tài)分析方法及軟件實現(xiàn)[D]. 張永年.南京航空航天大學 2014
[4]基于傳遞率的工作模態(tài)參數(shù)識別方法的研究[D]. 韓杰.太原理工大學 2012
[5]A11VO型軸向柱塞泵動態(tài)特性研究[D]. 楊軍.蘭州理工大學 2012
本文編號：2897264
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