基于Duhamel積分的橫梁動(dòng)載沖擊分析

謝　慶

基于Duhamel積分的橫梁動(dòng)載沖擊分析

謝慶

（核工業(yè)理化工程研究院，天津300180）

以多自由度體系的動(dòng)力特性分析為基礎(chǔ)，對(duì)瞬態(tài)沖擊下的橫梁進(jìn)行多體動(dòng)力學(xué)分析，在此基礎(chǔ)上對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械瞬態(tài)沖擊的橫梁進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)響應(yīng)測(cè)試。以Duhamel積分為基礎(chǔ)研究了沖擊載荷下旋轉(zhuǎn)機(jī)械的扭轉(zhuǎn)時(shí)間、扭轉(zhuǎn)弧長(zhǎng)軌跡和沖擊力矩的大小，并將其與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比，理論分析數(shù)據(jù)與解體檢測(cè)的數(shù)據(jù)基本吻合。以此為基礎(chǔ)對(duì)橫梁瞬態(tài)的扭轉(zhuǎn)沖擊能量進(jìn)行了分解，對(duì)三種不同假設(shè)條件下的能量耗散進(jìn)行了數(shù)值分析，結(jié)合橫梁的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)一步研究了碰撞過(guò)程橫梁的水平和垂直振動(dòng)變化情況。以減小垂直振動(dòng)沖擊為目標(biāo)，提出了相應(yīng)的解決措施和方案。

多自由度；沖擊；旋轉(zhuǎn)機(jī)械；橫梁

1　沖擊動(dòng)力學(xué)理論分析

專用高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械的外圓筒通過(guò)一定的吸能緊固裝置緊固在橫梁上，其主要功能是在外圓筒裝配后通過(guò)一定的壓緊力矩，使得外圓筒內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)部件在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中保證規(guī)定的垂直度，同時(shí)在某臺(tái)旋轉(zhuǎn)機(jī)械出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)沖擊后，吸能裝置通過(guò)受壓卸載能量，使得其他旋轉(zhuǎn)機(jī)械的垂直度不因?yàn)檎駝?dòng)沖擊而被破壞，仍可以保持原有狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)，豎直方向垂直度小于10%。由于沖擊過(guò)程能量過(guò)大且沖擊過(guò)程運(yùn)動(dòng)較為復(fù)雜，因此有必要對(duì)支架橫梁的沖擊進(jìn)行動(dòng)力學(xué)響應(yīng)分析，圖1為旋轉(zhuǎn)機(jī)械與橫梁組合的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1　旋轉(zhuǎn)機(jī)械與橫梁組合的結(jié)構(gòu)示……