文档介绍：2 2 2
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西安工程科技学院学报
Journal of X i’an U niversity of Engineering Science and Technology
第 17 卷第 1 期(总 65 期) 2003 年 3 月 V ol. 17,N o. 1 (Sum N o. 65)
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文章编号: 1671 850X (2003) 01 0050 03
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弹性连杆机构声辐射性能预报研究
宁生科1, 卢剑平2, 郝美玲3
(1. 西安工业学院机电工程系, 陕西西安 710032; 2. 山东昌乐技校教研组, 山东昌乐 262400;
Ξ 3. 烟台职业学院机械工程系, 山东烟台 264000)
摘要: 在机构有限元振动响应求解的基础上, 讨论了弹性连杆机构声辐射性能主要指标的
计算问题. 其计算结果与借助 SYSNO ISE 软件仿真分析得到的结果在声压分布方面较吻
合.
关键词: 弹性连杆; 声辐射性能; 有限元; 仿真
中图分类号: TB 535 文献标识码: A
在通用机械及纺织、食品、印刷等专业机械中广泛使用着以弹性连杆机构为主体的各种高速机
构. 这些机构由于阻尼小, 整体大位移和局部弹性变形之间存在刚弹耦合, 极易受到外界的干扰并发
生振动[1, 2 ] , 由此导致机构工作性能的下降并对外界产生强烈的噪声辐射. 如何对高速弹性连杆机构
进行准确的噪声辐射预报分析, 改善机构的动态特性, 有效地抑制机构弹性振动引起的噪声辐射, 是
一个重要研究课题. 本文中首先从机构响应的有限元求解出发, 讨论了机构声辐射性能主要指标的计
算问题, 并用专门声学分析软件——SYSNO ISE, 验证了文中所述模型的正确性.
1 弹性连杆机构振动响应的有限元求解
对于弹性连杆机构, 机构整体的刚体运动与各杆件的弹性振动存在着耦合作用. 在分析弹性连杆
机构的动态特性时, 应当采用运动弹性动力学(K ineto E lastodynam ics) 方法[3 ].
平面连杆机构的弹性动力学分析一般采用梁单元进行, 机构中任意一个梁单元在变形前和变形
后的情形如图 1 所示. X O Z 为总体定坐标系, x oz 为与刚体单元固联的局部坐标系, 其原点 o 与单元
的一个端点A 重合, ox 轴与单元中性层重合,B 为单元另一端点. 为该二坐标系的夹角. 考虑单元内
的任意一点P , P 0 为中性层上与P 对应的点, 而P ’和P 0’分别为它们变形后的对应位置. (w , v, ) 和
(W ,V , ) 分别为它们在 x oz 坐标系下的位移. 取单元广义坐标向量
T T
u = {u1, u2, u3, u4, u5, u6} = {W A ,V A , A ,W B ,V B , B } , (1)
应用有限元方法, 可以得到整个系统的动力学方程为
M q + Cq + Kq = P. (2)
式中, M , C , K 分别为系统的质量矩阵、当量阻尼矩阵、当量刚度矩阵; P 为系统的广义力向量, 它既
包括施加在机构弹性位移方向上的力或力矩, 也包括由于系统刚体