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产品结构性能的动态设计种类与特点

时间:2023-06-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:广义的动态设计 广义的动态设计和狭义的动态设计有不相同的含义。2)深层次动态设计法,它是以非线性动力学理论为基础。此外,按照机器的类别,即针对利用有用的振动和预防有害的振动的两类机械,可分为以下两种:1)一般机械的动态设计法,通常要对可能产生的有害振动进行预防,设法抑制或消除。2)振动机械的动态设计法,设法有效地利用振动来完成机器的主要功能。

产品结构性能的动态设计种类与特点

如前如述,现代机械动态设计有两种不同的含义。

(1)狭义的动态设计 狭义的动态设计是目前多数书本中所述的动态设计,它是以机器中结构型零部件为研究对象,以线性动力有限元法为手段,采用理论研究和模型试验相结合的方法,找出产品初步设计中的缺陷和问题,进而对零部件或结构进行动力修改,避免结构在工作时发生共振和出现不稳定振动,它的研究范围仅限于结构的动态特性,即机器零部件的固有特性。

(2)广义的动态设计 广义的动态设计和狭义的动态设计有不相同的含义。动态设计,顾名思义,它应该包括机器工作过程中发生的运动学动力学等与动态特性有关的所有设计内容,因而它有以下特点:

1)从研究目标看,广义的动态设计考虑的是与机器运动学和动力学相关的所有设计内容,包括机器运动学和动力学分析及相关参数的计算等。

2)从研究的理论基础看,不仅要考虑机械系统的线性振动问题,还要考虑非线性动力学问题,所以广义动态设计不只是以线性动力学理论为基础,而且要提升到以非线性动力学理论为基础。对于不少机械来说,如果不去研究非线性动力学问题,就很难揭示机器运转过程中所发生的非线性动力学现象,例如超谐和亚谐振动、跳跃和滞后、分岔与混沌、慢变与突变等。

3)从研究内容看,狭义动态设计重点是研究机器结构或系统的模态参数,并以避免或减轻机器或结构出现共振及不稳定的振动为主要目的;广义动态优化涵盖了机器运动学和动力学的所有方面,不只考虑消除那些有害的振动。对于利用振动的机械来说,还要考虑如何充分地利用振动,甚至是利用共振给生产和人类生活带来益处,并创造出经济效益和社会效益。

4)从研究手段和方法看,一般采用广义优化和试验研究相结合的方法,所谓广义优化,它的内涵除了书本中所述的最优化方法(通常得到的是量化的结果)外,还要考虑工程设计过程中常常采用的类比和选优等优化方法。

5)从研究对象看,不只限于一般机械,目前已扩展到设计难度最大的一些大型高速旋转机械,如汽轮机组等。(www.xing528.com)

由此可见,广义动态设计已经大大扩展并改变了狭义机械动态设计的内容和范围,从而使动态优化所涉及的内容的广度、深度和难度都发生了根本性的变化。

动态设计根据所应用的理论,还可分为以下两类:

1)一般动态设计法,它是以线性动力学理论为基础。

2)深层次动态设计法,它是以非线性动力学理论为基础。

此外,按照机器的类别,即针对利用有用的振动和预防有害的振动的两类机械,可分为以下两种:

1)一般机械的动态设计法,通常要对可能产生的有害振动进行预防,设法抑制或消除。

2)振动机械的动态设计法,设法有效地利用振动来完成机器的主要功能。

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