工程机械多动力源复杂轴系扭振及其主动控制研究

项目名称： 工程机械多动力源复杂轴系扭振及其主动控制研究

项目编号： No.51205415

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 机械工程学科

项目作者： 胡琼

作者单位： 中南大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 发动机、电机、液压泵等多种动力源的共轴连接使得混合动力工程机械轴系动力学特性发生改变，轴系扭振更为严重，形成一个多动力源复杂轴系扭振的新问题。由于工程机械负载变化的频繁和剧烈，扭振还可能导致断轴等严重事故，从而成为影响其正常工作的重要因素。本申请课题建立混合动力工程机械轴系扭振系统的机电耦合动力学模型，分析发动机、电机、液压泵组成的动力轴系的扭振特性及规律；探明轴系机械结构、参数对轴系扭振的作用规律，提出轴系机械结构布局及系统参数的低扭振设计建议；寻求合适的扭振主动控制策略和方法，为轴系扭振主动控制提供理论基础和设计参考；通过实验研究验证数学模型的准确性以及数值计算方法的有效性。预期通过本项目研究，探明混合动力工程机械轴系扭振机理与规律，为轴系结构设计以及系统参数的低扭振设计提供理论基础和设计参考，在多动力源共轴连接、负载变化频率高幅度大系统的扭振主动控制方面丰富主动振动控制理论和方法。

中文关键词： 混合动力工程机械；机电耦合；多动力源；动力学特性；扭振主动控制

英文摘要： The dynamic characteristics of hybrid construction machinery complex shafting are changed because of coaxial connection of engine, motor and pump. The torsinal vibration is more serious to generate a new torsinal vibration problem of multi-power sources complex shafting. Moreover, the frequent and intense load of hybrid construction machinery may causes the breakdown failure of motor shaft. And it is one of the main influences of regular function. The electro-mechanical coupling dynamic model of shaft torsinal vibration system of hybrid construction machnery is established. The torsinal vibration characteristics and rules of coaxial shafting which is made up of engine, motor and pump are analysed. The torsinal vibration design suggestions of mechanical structures and parameters of coaxial shafting are proposed, by analysing how the mechanical structures and parameters influence the torsinal vibration. The proper control method and control strategy are found to provide theoretical foundations and design references for torsinal vibration active control. The precision of torsional vibration model and validity of numerical calculation method are verified by experiment research. With this project,the mechanism and rules of caoxial shafting torsinal vibration, theoretical foundations and design references of coaxial

英文关键词： hybrid construction machinery；electro-mechanical coupling；multi-power sources；dynamic characteristics；torsional vibration active control