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颗粒阻尼器受迫振动减振耗能机理及试验研究

机械设计 2024年第6期41卷 73-84页

作者：彭敏陈志敏王占友武汉工商学院人工智能学院湖北武汉430065 海军工程大学舰船与海洋学院湖北武汉430033 武昌工学院信息工程学院湖北武汉430065

颗粒阻尼器在船舶减振降噪领域起到了良好的宽频吸振作用。为了进一步实现对颗粒阻尼器的设计和使用,文中探究了颗粒阻尼器内部颗粒的碰撞耗能机理,结合工程实际,开展了颗粒碰撞耗能、碰撞热耗能和碰撞声耗能的耗能研究。对颗粒体的受... 详细信息

颗粒阻尼器在船舶减振降噪领域起到了良好的宽频吸振作用。为了进一步实现对颗粒阻尼器的设计和使用,文中探究了颗粒阻尼器内部颗粒的碰撞耗能机理,结合工程实际,开展了颗粒碰撞耗能、碰撞热耗能和碰撞声耗能的耗能研究。对颗粒体的受迫振动碰撞耗能进行试验,通过对颗粒体受迫振动呈现的“气-液-固”三态的研究,发现颗粒内部和颗粒与容器壁碰撞发生的能量转移是颗粒体能量耗散的原因。基于离散单元法,研究了颗粒简谐振动的频率、幅值及填充率对颗粒耗能特性的影响规律,颗粒体对振动的频率有较高的敏感性,当颗粒振动频率在低频时,耗能较大;当颗粒振动频率逐渐向高频变化时,颗粒振动的耗能减小。当颗粒的填充率接近100%时,颗粒之间的碰撞并不充分,耗能减小;当颗粒填充率在90%左右时,耗能效果较好。对颗粒体在类固态和类液态状态下的热耗能进行分析,颗粒总体呈上升到稳定的趋势,不同状态颗粒稳定时间和上升温差不同。对颗粒体声耗能进行了试验研究,当颗粒处于高频振动时碰撞耗能减小,其中一种形式即转化为声耗能,且激振频率越高,声耗能越明显。该研究为颗粒阻尼器在实际工程中的应用和优化设计提供了理论参考。设计了一种减振系统试验台架,并在台架模态位置处安装颗粒阻尼器进行模态控制试验。颗粒阻尼器在10~200 Hz内有5根线谱明显降低,最大降幅可达25 dB,具有明显的吸振效果。结果表明:采用不同的模态控制方式,可以实现对不同频率加速度级的有效控制。

关键词：颗粒阻尼受迫振动碰撞耗能热耗能声耗能离散单元法

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微耕机扶手架颗粒阻尼吸振器设计及试验研究

振动与冲击 2024年第18期 321-328页

作者：李浩尹宜勇齐林山王岩梁栋刘国栋李君中国农业大学工学院

微耕机是我国丘陵山地广泛采用的农机具，耕作过程中手把处产生的剧烈振动危害了操作者的健康。该研究以IWGQ4-70型微耕机为研究对象，提出了一种适用于微耕机扶手架的颗粒阻尼吸振器设计方法，运用有限元法探究了扶手架的振动特性，运... 详细信息

微耕机是我国丘陵山地广泛采用的农机具，耕作过程中手把处产生的剧烈振动危害了操作者的健康。该研究以IWGQ4-70型微耕机为研究对象，提出了一种适用于微耕机扶手架的颗粒阻尼吸振器设计方法，运用有限元法探究了扶手架的振动特性，运用离散元法分析了颗粒阻尼吸振器的能量耗散机理，设计并搭建试验平台验证了仿真结果的正确性，优选了影响颗粒阻尼吸振器减振性能的颗粒材料、粒径、填充率等参数，进行了实际工况试验验证。结果表明，试验和仿真对应较好，优化方案取得预期效果，颗粒阻尼吸振器减振效果达到58.8%,减振效果明显。

关键词：微耕机扶手架颗粒阻尼离散元减振

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船用颗粒阻尼能量损耗特性影响研究

舰船科学技术 2024年第3期46卷 84-90页

作者：昝浩梅港伟胡寅江苏科技大学能源与动力学院江苏镇江212000

颗粒阻尼技术作为抑制低频振动的重要方式,可应用于抑制船舶低频振动。为探索颗粒阻尼器的耗能机理,本文基于离散单元法对颗粒阻尼器在不同振幅、不同填充比、不同振动频率下的运动状态和耗能进行研究。结果表明:颗粒在填充比为50%的工... 详细信息

颗粒阻尼技术作为抑制低频振动的重要方式,可应用于抑制船舶低频振动。为探索颗粒阻尼器的耗能机理,本文基于离散单元法对颗粒阻尼器在不同振幅、不同填充比、不同振动频率下的运动状态和耗能进行研究。结果表明:颗粒在填充比为50%的工况下,在不同振动频率和振幅激励时颗粒的运动状态比较丰富,出现了不规律的耗能现象;填充比为70%、90%时,颗粒的耗能随着振动的幅值和频率的增加而增加,特别是在颗粒填充比为70%、振动频率为120 Hz、振幅为5 mm的情况下,颗粒的耗能达到了顶峰。在损耗因子方面,振幅在1~4 mm时90%填充比要明显高于50%、70%填充比;在振幅为5 mm时,90%填充比低于70%填充比而高于50%填充比。

关键词：颗粒阻尼运动形态耗能机理损耗因子

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基于颗粒阻尼技术的离心泵管道减振研究

基于颗粒阻尼技术的离心泵管道减振研究

作者：马思楠北京化工大学

学位级别：硕士

离心泵是一种重要的流体输送机械,它将原动机的机械能转换为压力能,并通过管道输送流体。离心泵内部存在复杂的非定常流动,会引起离心泵管道系统的振动,影响管道系统的安全运行。因此,本文针对离心泵管道的振动问题,首先研究了离心泵内... 详细信息

离心泵是一种重要的流体输送机械,它将原动机的机械能转换为压力能,并通过管道输送流体。离心泵内部存在复杂的非定常流动,会引起离心泵管道系统的振动,影响管道系统的安全运行。因此,本文针对离心泵管道的振动问题,首先研究了离心泵内部非定常流动特性和流固耦合作用下离心泵管道系统的振动响应特性。然后,基于颗粒阻尼技术,设计管道颗粒阻尼器,采用仿真分析和试验验证相结合的方法,研究不同参数对颗粒阻尼耗能减振的影响规律,最后将其应用于化工设备管道的振动控制。本文研究内容概括如下:(1)首先,利用旋转机械设计软件CFturbo建立离心泵流体域模型,通过Fluent软件对不同流量工况下的离心泵流场进行定常和非定常计算,获得离心泵内部压力和速度分布规律。然后,实时监测离心泵流场数据,研究离心泵不同部件的压力脉动特性和叶轮径向力的规律。最后,建立离心泵管道模型,研究了压力脉动诱导下的离心泵管道系统振动响应特性。(2)针对离心泵管道的振动问题,基于颗粒阻尼技术,设计管道颗粒阻尼器,通过离散元软件EDEM研究了颗粒参数和阻尼器单元结构参数对颗粒阻尼耗能特性的影响规律,并采用方差分析法确定了不同参数对颗粒阻尼耗能的影响程度。(3)搭建离心泵管道减振实验台,通过对比安装阻尼器前后的管道振动,研究不同颗粒参数、阻尼器单元结构(数量和形状)和阻尼器数量对阻尼器减振效果的影响,验证了颗粒阻尼器能够抑制特征线谱和宽频带减振特性。(4)针对化工设备管道的振动问题,搭建管道振动实验台,研究在20Hz～50Hz下颗粒填充率和粒径对阻尼器减振效果的影响,选取最佳颗粒参数。将阻尼器应用于离心压缩机出口管道、气压机一级反飞动管道等工程案例,取得了明显的减振效果,保障了化工设备的安全运行。

关键词：离心泵流场分析压力脉动颗粒阻尼离散单元法管道振动

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基于颗粒阻尼的柱塞泵减振研究

石油化工安全环保技术 2024年第1期40卷 31-35,I0002页

作者：罗元易肖望强朱海燕李喆华东交通大学江西南昌330013 厦门大学航空航天学院福建厦门361100 长庆工程设计有限公司陕西西安710016

柱塞泵以及相关管网振动过大的问题,是困扰油田注水泵站安全生产的难题之一,极大的管道振动常常会引起管道的疲劳破裂,从而引发流体泄漏等安全事故。研究了基于颗粒阻尼的专用减振器,并基于有限元与离散元耦合分析算法,建立了颗粒阻尼... 详细信息

柱塞泵以及相关管网振动过大的问题,是困扰油田注水泵站安全生产的难题之一,极大的管道振动常常会引起管道的疲劳破裂,从而引发流体泄漏等安全事故。研究了基于颗粒阻尼的专用减振器,并基于有限元与离散元耦合分析算法,建立了颗粒阻尼技术阻尼分析模型,然后利用有限元方法,分析了增加颗粒阻尼前后的设备减振效果,并结合现场测试数据以及空间安装位置,设计了合理的阻尼减振方案,并完成了阻尼器的现场安装与调试,研究发现,增加颗粒阻尼减振后,设备的振动烈度降低57.5%以上,进出口管线降低45%以上,确保了设备的安全运行。

关键词：柱塞泵颗粒阻尼减振管道减振离散元

非阻塞性颗粒阻尼在窄机身锚钻机器人上的应用研究

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煤矿机械 2024年第2期45卷 135-138页

作者：李富强国家能源集团乌海能源有限责任公司内蒙古乌海016000

窄机身锚钻机器人锚钻作业时,在不同工作角度均会受到复杂载荷的动态激励,期间必然产生结构振动与工作噪声,这不仅影响到整机工作的稳定性和设备的可靠性,也造成了一定的噪声污染。因此有必要明确可能产生较大影响的作业角度,针对工作... 详细信息

窄机身锚钻机器人锚钻作业时,在不同工作角度均会受到复杂载荷的动态激励,期间必然产生结构振动与工作噪声,这不仅影响到整机工作的稳定性和设备的可靠性,也造成了一定的噪声污染。因此有必要明确可能产生较大影响的作业角度,针对工作主体结构作业时的动力学特性展开系统的研究,进而探讨非阻塞性颗粒阻尼技术在该结构上的有效应用,实现减振降噪的基本目标。

关键词：颗粒阻尼锚杆支护动态特性减振降噪

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基于颗粒阻尼的变频空调压缩机管路减振设计

中国机械工程 2022年第18期33卷 2172-2182,2189页

作者：张鸿权肖望强厦门大学航空航天学院厦门361102

为解决变频空调压缩机管路振动问题,利用有限元法对管路进行动力学分析,在测点位置进行35~72 Hz变频试验测试。建立管路颗粒阻尼的能耗模型,通过离散元法确定颗粒材质、粒径和填充率等最优设计参数,并搭建管路减振试验台。振动试验结果... 详细信息

为解决变频空调压缩机管路振动问题,利用有限元法对管路进行动力学分析,在测点位置进行35~72 Hz变频试验测试。建立管路颗粒阻尼的能耗模型,通过离散元法确定颗粒材质、粒径和填充率等最优设计参数,并搭建管路减振试验台。振动试验结果表明:采用颗粒材质为铁基合金、颗粒粒径为2 mm、阻尼器填充率为90%的设计参数,当进气管采用B型阻尼器和45°布置方式,3个测点位置的加速度最大减幅分别为36.57%,30.15%,45.79%,当排气管采用A型阻尼器和水平方式时,3个测点位置的加速度最大减幅分别为40.87%,62.04%,50.42%。最后将试验的加速度响应变化趋势与耗能模型分析结果进行对比,验证了管路颗粒阻尼耗能模型的可行性。

关键词：压缩机管路颗粒阻尼能耗模型设计参数布置方式

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内置障碍网络颗粒阻尼器的耗能机理研究

振动与冲击 2023年第15期42卷 199-209页

作者：胡寅昝浩郭有松梅港伟夏兆旺彭子龙江苏科技大学能源与动力学院江苏镇江212003 常州工邦振控科技有限公司江苏常州213000

传统颗粒阻尼器在振动强度较高的情况下存在能量损耗效率低的缺陷,通过试验发现在颗粒阻尼器中内置三维网络结构(障碍网络)可以改善上述难题。为了探究内置障碍网络对颗粒运动状态及能量损耗的影响机理,采用离散元方法建立内置障碍网络... 详细信息

传统颗粒阻尼器在振动强度较高的情况下存在能量损耗效率低的缺陷,通过试验发现在颗粒阻尼器中内置三维网络结构(障碍网络)可以改善上述难题。为了探究内置障碍网络对颗粒运动状态及能量损耗的影响机理,采用离散元方法建立内置障碍网络的颗粒阻尼器数值模型并开展试验验证,研究振动参数和填充比对有无障碍网络颗粒阻尼器的耗能影响,探讨颗粒阻尼器内部颗粒碰撞及能量损耗空间分布特性。结果表明,在30~160 Hz, 2.5~25.0g振动条件及50%~90%填充比条件下,障碍网络能够改变颗粒群体运动行为以及增强其能量耗散性能;使原本对能量耗散几乎没有贡献的颗粒产生剧烈运动,参与到能量耗散过程;障碍网络使底部空间颗粒群体在一个振动周期内产生倍频的碰撞特性,极大增加能量损耗。

关键词：颗粒阻尼障碍网络损耗因子能量损耗颗粒流态

应用颗粒阻尼技术降低压力表及其测压细管振动的研究

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振动与冲击 2023年第24期42卷 326-330页

作者：马育滕汉东国家管网集团东部原油储运有限公司生产运行部江苏徐州221008 南京航空航天大学航空学院南京210016

针对原油管道上的压力表振动大、指针来回甩动,无法准确读出压力值的问题,运用颗粒阻尼技术开展了压力表及其下方细管的减振研究,探讨了阻尼颗粒的碰撞耗能机理,根据理论分析中碰撞耗能以及摩擦耗能的结果,选择了减振效果佳且具有防爆... 详细信息

针对原油管道上的压力表振动大、指针来回甩动,无法准确读出压力值的问题,运用颗粒阻尼技术开展了压力表及其下方细管的减振研究,探讨了阻尼颗粒的碰撞耗能机理,根据理论分析中碰撞耗能以及摩擦耗能的结果,选择了减振效果佳且具有防爆功能的铜质颗粒作为本研究的阻尼器颗粒,设计了可安装于直径15 mm细管的阻尼器。经对比减振前后振动加速度,安装该颗粒阻尼器后的减振效果达到38%,取得了较好的减振效果。

关键词：压力表细管颗粒阻尼振动控制