基于约束层阻尼的轴向柱塞泵振动控制关键技术研究

基本信息
批准号:51705451
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:24.00
负责人:叶绍干
学科分类:
依托单位:浙江大学
批准年份:2017
结题年份:2020
起止时间:2018-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:刘茂科,夏士奇,祝义朋,李月华,王彬,于亦奇
关键词:
声振特性振动控制自适应控制约束层阻尼轴向柱塞泵
结项摘要

It is the research focus for many researchers to reduce the vibration and noise of axial piston pumps for several decades. Several difficulties are encountered in reducing the vibration and noise of axial piston pumps, including the low prediction accuracy of the vibro-acoustic model, limited noise reduction effects and the high sensitivity of vibro-acoustic characteristics to operating conditions. In order to overcome these three difficulties, a novel method is proposed to control the vibration of axial piston pumps using constrained layer damping. The aims of the current project include: (1) investigate the dynamics of the swash plate under the effects of the high frequency dynamic outlet pressure, develop a method to calculate the stiffness of key friction pairs based on contact mechanism, and develop a coupled FEM/BEM model for calculating the noise sources, vibration and noise of axial piston pumps accurately; (2) investigate the effects of material and structural parameters of constrained layer damping on the vibration and noise of the axial piston pump, develop a multi-objective topology optimization method for complex three-dimensional (3D) structures using constrained layer damping, and identified the mechanism of constrained layer damping in reducing the vibration of complex 3D structures and its optimization method; (3) investigate a novel multi-input-multi-output (MIMO) adaptive control method with online identified secondary path, which can adjust the damping characteristics of the constrained layer damping according to the operating conditions, and reduce the vibration and noise of the axial piston pump at a wide range of operating conditions. This study provides a new method to reduce the vibration and noise of axial piston pumps, and forms some theoretical and technical basis.

轴向柱塞泵的减振降噪研究一直是流体传动领域的研究重点和难点。针对现有轴向柱塞泵减振降噪研究遇到的声振特性预测精度低、减振效果小、工况敏感性强等问题,本课题提出一种基于约束层阻尼的轴向柱塞泵振动控制技术。本课题拟解决的基础科学问题为:(1)研究轴向柱塞泵斜盘在高频出口脉动压力作用下的动力学行为,建立基于碰撞力学的关键摩擦副油膜刚度求解方法,建立轴向柱塞泵的有限元/边界元模型,精确求解轴向柱塞泵的噪声激振源、振动和噪声;(2)研究约束层阻尼的材料和结构属性对轴向柱塞泵声振特性的影响,建立基于约束层阻尼的复杂三维结构多目标拓扑优化方法,揭示约束层阻尼在复杂三维结构的减振机理及优化方法;(3)研究基于次级通道在线辨识的多输入多输出自适应控制算法,根据工况主动调整约束层阻尼特性,在大范围工况下显著降低轴向柱塞泵的振动和噪声。本课题的研究将为柱塞泵的减振降噪提供新的思路,奠定一定的理论和技术基础。

项目摘要

轴向柱塞泵的减振降噪研究一直是流体传动领域的研究重点和难点。针对现有轴向柱塞泵减振降噪研究遇到的声振特性预测精度低、减振效果小、工况敏感性强等问题,本课题提出一种基于约束层阻尼的轴向柱塞泵振动控制技术。本课题开展了以下三方面的研究:(1)研究了轴向柱塞泵斜盘在高频出口脉动压力作用下的动力学行为,建立了基于碰撞力学的关键摩擦副油膜刚度求解方法,建立了轴向柱塞泵的有限元/边界元模型,精确求解了轴向柱塞泵的噪声激振源、振动和噪声;(2)研究了约束层阻尼的材料和结构属性对轴向柱塞泵声振特性的影响,建立了基于约束层阻尼的复杂三维结构多目标拓扑优化方法,揭示了约束层阻尼在复杂三维结构的减振机理及优化方法;(3)研究了基于次级通道在线辨识的多输入多输出自适应控制算法,根据工况主动调整约束层阻尼特性,有望明显降低轴向柱塞泵的振动和噪声。本课题的研究为柱塞泵的减振降噪提供新的思路,奠定一定的理论和技术基础。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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