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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:蘇育賢
研究生(外文):Yu-XIAN Su
論文名稱:運用空氣彈簧與非線性吸振器於複合型減振平台之研發
論文名稱(外文):The Development of a Workbench by Employing a nonlinear absorber and air springs
指導教授:黎文龍黎文龍引用關係
口試委員:蔡國忠曾百由
口試日期:2012-07-24
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:機電整合研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:84
中文關鍵詞:自參數調變擾動分析法單擺空氣彈簧
外文關鍵詞:AutoparametricPerturbation AnalysisPendulumAir Spring
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被動式減振或避振平台由於架構簡單、成本低廉,在工業界仍然被廣泛的應用,但被動式平台最大的缺點是頻寬固定等,幾乎無使用彈性可言,為了改善此缺點,本研究應用了空氣壓力可調變之特性,來設計被動式隔振平台,並加入了線性吸振器與自參數調變吸振器(AVA),前者與隔振平台組成VAI(vibration absorbing isolator),線性吸振器可以降低中隔振器的振動,而隔振器則消除高頻振動;AVA則會吸收隔振器之低頻共振振幅。研究過程中,先將VAI平台模型化,再以數值軟體模擬驗證,模擬之結果顯示出,空氣彈簧內之空氣壓力可以改變系統本身及吸振器的自然頻率,且吸振器可以有效減少隔振器的振動;自參數調變吸振器除了使用運動方程式來做時域分析,並且運用多尺度分析法(multiple-scale)來分析各種吸振器參數對減振效能的影響。在實驗驗證方面,除了以雷射測距儀對空氣彈簧進行勁度分析外,也另使用激振器掃頻(sweep)得到由空氣彈簧與質量塊所組成的隔振平台自然頻率,且經過多次的調整空氣彈簧內部空氣壓力,結果顯示此平台確實能藉由調整氣壓來等比改變自然頻率,且減振效能優於目前業界產品。最後驗證VAI以及AVA系統,實驗發現VAI於某些頻寬中能夠消除隔振器40%以上的振幅;AVA系統由於模型組合的關係,使得單擺吸振器阻尼過大,無法產生減振情形,需要改變單擺運動方向可望減少吸振器阻尼。

Passive vibration isolator is due to the simple structure and low cost; therefore, it is still a wide range of applications in the industry, but the drawback of passive isolator workbench is it can’t change system parameters and the bandwidth is fixed. In order to improve the drawback, this study applies tunable air springs to design passive vibration isolation, and add a linear vibration absorber and an autoparametric vibration absorber(AVA) to the system. The Linear vibration absorber and the passive vibration isolation comprise VAI (Vibration absorbing isolator) system, the linear vibration absorber can reduce medium frequency vibration of isolator, and isolator can reduce high frequency vibration of ground; AVA can absorb amplitude of low frequency resonance. In this study, first to model the VAI, then apply numerical software to simulate and verify. Simulation results demonstrate that, air pressure can change the natural frequency of system and linear absorber, and the tunable linear absorber can reduce vibration of isolator effectively; Second, use motion function to do the time-domain analysis of AVA, and use multiple-scale analysis method to analyze the effect of parameters on AVA. Experimental verification, apply laser displacement sensor to measure stiffness of air spring, and use exciter’s sweep mode to excite isolator to measure natural frequency. After repeatedly adjust internal air pressure of air spring, the results show that it can change the natural of isolator, and the performance of reducing vibration is better than industrial product. Finally, verify the performance of VAI and AVA, the results show that VAI can reduce about 40% vibration amplitude in some frequency bandwidth. Because of the assembly of AVA parts, pendulum’s damping coefficient is too large, so the AVA can’t reduce vibration. Using cantilever beam to substitute for pendulum can improve the damping coefficient of AVA .

中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iv
目錄 v
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章 緒論 1
1.1研究背景與動機 1
1.2文獻回顧 2
1.3研究目的 5
1.4研究流程圖 7
1.5論文架構 9
第二章 空氣彈簧與減振系統 10
2.1隔振器 10
2.1.1 基本原理 10
2.1.2 空氣隔振器 12
2.1.3 空氣彈簧之數學模型 13
2.1.4 空氣彈簧系統勁度量測 17
2.2線性吸振器及隔振器(VAI) 21
2.2.1 基本原理 21
2.2.2 VAI系統 25
2.3結果與討論 26
第三章 自參數調變線吸振器 28
3.1自參數調變吸振器設計 28
3.2自參數調變吸振器數學模型建立 29
3.3多尺度分析法 32
3.4模擬結果 36
3.4.1 模擬一:單擺阻尼( )對於減振效能的影響( =0) 37
3.4.2 模擬二:單擺阻尼( )對於單擺振幅的影響( =0) 40
3.4.3 模擬三:質量塊自然頻率偏移( )於減振效能的影響 42
3.4.4 模擬四:主質量塊阻尼( )於減振效能的影響 44
3.4.5 模擬五:單擺重量對於減振效能的影響 46
3.5模擬結果與討論 47
第四章 實驗分析 48
4.1系統自然頻率測試 48
4.1.1 實驗架構 48
4.1.2 實驗流程 49
4.1.3 實驗結果 50

4.2 隔振器減振效能測試 54
4.2.1 實驗架構 54
4.2.2 實驗流程 54
4.2.3 實驗結果 55
4.3 VAI系統減振效能測試 58
4.3.1 實驗架構 58
4.3.2 實驗流程 59
4.3.3 實驗結果 60
4.4自參數調變吸振器(AVA)阻尼測試 61
4.4.1 實驗架構 61
4.4.2 實驗流程 61
4.4.3 實驗結果 62
第五章 結論與建議 65
參考文獻 68
附錄 70
符號彙編


[1] 黃一峰,磁流變液應用於汽車避震器之動態分析,碩士論文,國立台灣科技大學機械工程學系,台北,2002。
[2] 卓煥昌,形狀記憶合金彈簧懸吊系統用於光碟機平台減振之研究,碩士論文,大葉大學機械工程研究所,彰化,2006。
[3] 劉偉武,主動式防振平台,碩士論文。國立交通大學機械工程研究所,新竹,2001。
[4] Flannely WG, "The dynamic anti-resonant vibration isolator," 22nd Annual AHS national forum, Washington,1966. p. 152–8.
[5] 蔡忠璟,應用非線性元件模組之創新微避振平台研發,碩士論文,國立臺北科技大學機電整合研究所,台北,2006。
[6] 陳信宏,頻率可調式非線性微吸振器之研究,碩士論文,國立臺北科技大學製造科技研究所,台北,2003。
[7] 林逸倫,非線性元件於隔振之效應分析及驗究,碩士論文,國立臺北科技大學機電整合研究所,台北,2008。
[8] 王信富,應用非線性元件於高架地板之創新設計隔振器研究,碩士論文,國立臺北科技大學機電整合研究所,台北,2008。
[9] Felipe CV, Giovanni IK, Domingos AR, "Tuning dynamic vibration absorbers by using ant colony optimization," Computers & Structures, Vol. 86, Issues 13–14, July 2008, pp.1539–1549.
[10] Williams KA, Chiu T-C, Bernhard RJ, "Controlled continuous tuning of an adaptively tunable vibration absorber incorporating shape memory alloys," Proceedings of SPIE, Mathematics and control in smart structures, vol. 3984, March 2000.
[11] Mizuno T, Araki K, "Control system design of a dynamic vibration absorber with an electromagnetic servomechanism," Mechanical Systems and Signal Processing, 1993, pp.293–306.
[12] Plooy N.F.du, Heyns P.S, Brennan M.J, ‘The development of a tunable vibration absorbing isolator,” International Journal of Mechanical Sciences, 47, 2005, pp.983-997.
[13] Haxton, R.S., Barr, A.D.S., "The autoparametric vibration absorber," J. Eng. Indust, 94 , 1972, pp. 119-225.
[14] Mustafa, G., Ertas, A, "Dynamics and bifurcation of a coupled column-pendulum oscillator, " J. Sound Vib. 182(3), 1995, pp. 393–413.
[15] A. Nayfeh, D. Mook, L. Marshall, "Non-linear coupling of pitch and roll modes in ship motion," Journal of Hydronautics 7 , 1973, pp. 145–152.
[16] Oueini, S. S., Nayfeh, A. H. & Pratt, J. R., "A review of development and implementation of an active nonlinear vibration absorber, " Ingen. Arch., 69, 1999, pp. 585–620.
[17] H. Jo and H. Yabuno, "Amplitude reduction of primary resonance of nonlinear oscillator by a dynamic vibration absorber using nonlinear coupling," Nonlinear Dynamics 55, 2009, pp. 67–78.
[18] H. Jo and H. Yabuno, "Amplitude reduction of parametric resonance by dynamic vibration absorber based on quadratic nonlinear coupling, " Journal of Sound and Vibration 329 , 2010, pp. 2205–2217.
[19] A.P. Duquette, K.L. Tuer, M.F. Golnaraghi, "Vibration control of a flexible beam using a rotational internal resonance controller Part II: experiment," Journal of Sound and Vibration 167 , 1993, pp. 63–75.
[20] Li, J., Hua, H.X., Shen, R.Y., "Saturation-based active absorber for a non-linear plant to a principal external excitation," Mech. Syst. Signal Process, 21, 2007, pp. 1489–1498.
[21] Roark RJ, Warren CY, Formulas of stress and strain, New York: McGraw-Hill, 1989, chapter 10.
[22] Braun D., "Development of anti-resonance force isolators for helicopter vibration reduction," Sixth European rotorcraft and powered lift aircraft forum, Bristol, England, September 1980, pp.16–19.
[23] Halwes DR., "Total main rotor isolation system analysis," Bell helicopter textron, NASA contractor report no.165667, Langley Research Center, Hampton, Virginia, June 1981.
[24] Robert Steedman Haxton, The Autoparametric Vibration Absorber, 1971.
[25] Nayfeh, A. H., Perturbation Methods, New York, Wiley, 1973.
[26] Nayfeh, A. H., Introduction to Perturbation Techniques, New York, Wiley, 1981.
[27] Nayfeh, A. H., Chin, C. M., "Perturbation Methods with Mathematica," Blacksburg, Dynamics Press, 1999.
[28] 莊明治,應用於精密檢測儀之複合式減振平台,碩士論文,國立臺北科技大學自動化科技研究所,台北,2007。


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