噪声与振动控制

噪声与振动控制 ›› 2024, Vol. 44 ›› Issue (4): 90-95.

• 振动理论与数值解法 • 上一篇    下一篇

基于虚拟材料法的金属膜片联轴器振动传递特性分析

夏兆旺1, 2，张浩琪1，张帆3，杨正奇1，鞠福瑜1，王一飞4   

  1. ( 1. 江苏科技大学能源与动力学院，江苏镇江212003；
    2. 武汉第二船舶设计院热能动力技术重点实验室，武汉430000；
  • 收稿日期:2022-12-12 修回日期:2023-04-17 出版日期:2024-08-18 发布日期:2024-08-16

Study on Vibration Transmission Characteristics of Metal Diaphragm Coupling Based on Virtual Material Method

  • Received:2022-12-12 Revised:2023-04-17 Online:2024-08-18 Published:2024-08-16

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摘要： 在对大型船舶金属联轴器进行振动性能试验时由于试验台架体积大、成本高，导致进行试验十分困难，因此研究高效率和高精度的仿真计算方法具有重要意义。传统精确的数值仿真网格多、效率低，为此采用虚拟材料法对船舶金属联轴器进行数值仿真并进行试验验证。首先通过计算和试验得到螺栓的虚拟材料层各参数，然后对大型金属联轴器的所有螺栓连接部位进行简化建模。其次通过该方法得到金属膜片联轴器的刚度特性、模态特性、阻抗特性和振动传递特性，并与传统建模方法的计算效率进行对比。最后搭建联轴器振动性能实验台架进行验证。研究结果表明：采用虚拟材料法的联轴器振动性能仿真效率提高73.9 %；四组采用虚拟材料法的联轴器膜片组件刚度与实验测得的联轴器刚度的平均误差为2.61 %，与带螺栓模型测得的刚度平均误差为1.15 %。金属膜片联轴器前5 阶模态频率仿真与试验的平均误差为9.91 %，在10～2 000 Hz频带，金属膜片联轴器轴向和径向阻抗的仿真与试验的误差分别为1.9 和2.8 dB，金属联轴器轴向和径向的振级落差仿真与试验的误差分别为4.69 和3.41 dB。试验与仿真结果误差较
小，符合工程精度要求，该方法的计算效率和准确性得到验证。

关键词: 振动与波, 金属膜片, 联轴器, 有限元分析, 虚拟材料法, 机械阻抗