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变速箱减振与降噪的动力仿真与优化设计
| 论文题名： | 变速箱减振与降噪的动力仿真与优化设计 |
| 关键词： | 变速箱;减振降噪;动力仿真;振动加速度;优化模型;约束阻尼结构;结构优化设计;设计变量;经济结构;降噪效果;层厚度;最佳结构;阻尼层;约束条件;约束层;效果最佳;响应面;拟合;函数;造价 |
| 摘要： | 为了降低变速箱箱体的振动和噪音，在箱体薄壳的内表面粘贴阻尼层和约束层，形成约束阻尼结构。考虑到箱体结构的复杂性，为了降低计算量、提高效率，本文将箱体中最容易产生振动和噪音的拱板结构单独隔离出来，在拱板内表面粘贴阻尼层和约束层，对边界条件进行简化处理，基于ABAQUS软件平台对其进行动力仿真分析，并对约束阻尼结构各层厚度在许用范围内进行减振降噪效果最佳结构优化设计和造价最经济结构优化设计，分别得到结构质量约束下的振动加速度级最小化结构和振动加速度级约束下的造价最小化结构。主要工作可总结为如下内容： （1）减振降噪效果最佳结构优化设计。以约束阻尼结构中基础层厚度、阻尼层厚度和约束层厚度为设计变量；约束条件为满足结构的总质量上限值要求；以结构上多个点的最大法向振动加速度最小为目标函数，建立减振降噪效果最佳结构优化模型。这是一个多目标优化模型，利用K-S函数将多个典型点的最大法向振动加速度处理为结构的振动综合指标，进而采用该振动综合指标的振动加速度级值作为结构减振降噪效果的评价参数，运用响应面方法将其显式化，建立以结构的振动加速度级值为目标的单目标优化模型。序列二次规划求解优化模型，程序运行稳定，得到了较理想的减振降噪结构。 （2）造价最经济结构优化设计。由于结构面积不变，粘贴阻尼层和约束层的加工费用是固定的，可以不考虑，因此只考虑结构的材料费用。以约束阻尼结构各层厚度为设计变量；约束条件为满足环境标准规定的振动噪音上限值要求；建立造价最经济结构优化模型。该优化模型是一个线性规划优化模型，采用设计变量的倒数作为新的设计变量，运用响应面方法将结构的振动加速度级约束条件显式化为倒变量的函数，将倒变量的造价目标函数进行泰勒二阶展开，得到标准的二次规划求解优化模型，优化程序收敛速度快，得到了满足结构性能约束下的最经济结构。 （3）响应面方法是对样本点及其响应值的近似拟合，在进行初次响应面拟合后对拟合得到的显式函数进行检验和拟合精度运算，提高拟合函数的精确性和拟合效率。 |
| 作者： | 易桂莲 |
| 专业： | 工程力学 |
| 导师： | 隋允康;杜家政 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京工业大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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