机械动力学与动态特性分析
机械系统动态特性的数值模拟与分析
机械系统动态特性的数值模拟与分析随着技术的进步和计算机科学的发展，数值模拟成为分析机械系统动态特性的一种重要工具。
它可以帮助我们更好地理解机械系统的运行方式，揭示其中的隐含规律，为机械系统的设计、优化和故障诊断等方面提供依据。
一、数值模拟的基本原理数值模拟是通过计算机对机械系统的物理现象进行数值化描述和模拟。
它基于数学建模和计算机仿真的方法，通过离散化物理行为和力学规律，将复杂的机械系统问题简化为数值计算问题，从而实现对动态特性的分析和预测。
二、数值模拟在机械系统动态特性分析中的应用1. 动力学分析数值模拟可以通过建立相应的数学模型来分析机械系统的动力学特性。
例如，在机械系统中引入质量、刚度和阻尼等参数，通过数值计算可以模拟出机械系统在不同工况下的振动响应，进而评估系统的稳定性和可靠性。
2. 振动噪声分析机械系统的振动噪声是其动态特性的重要指标之一。
数值模拟可以模拟机械系统在运行过程中的振动情况，进而分析振动噪声的来源和传播路径，并提出相应的控制和改善措施。
3. 疲劳寿命评估机械元件由于长期工作可能会出现疲劳破坏，数值模拟可以估计机械元件在不同工况下的应力和变形分布，进而评估其疲劳寿命，并提出延长寿命的措施。
4. 故障诊断与预测机械系统的故障诊断和预测是提高系统可靠性和安全性的重要手段。
通过数值模拟，我们可以模拟机械系统在故障状态下的振动和噪声特性，进而对故障进行诊断和预测，并制定相应的维修和更换策略。
三、数值模拟的优势和挑战数值模拟在机械系统动态特性分析中具有以下优势：1. 灵活性：数值模拟可以按照需要灵活调整模型和参数，方便地进行不同的参数敏感性研究。
2. 经济性：相比于传统试验方法，数值模拟具有成本低、可重复性强等优势，帮助降低了研究和开发的费用。
3. 高效性：数值模拟可以在较短的时间内完成大规模的计算和分析工作，提高了研究工作的效率和产出。
然而，数值模拟在机械系统动态特性分析中还面临着以下挑战：1. 模型精度：数值模拟的准确性和模型精度直接关系到分析结果的可靠性。
机械传动中的动态特性分析与控制
机械传动中的动态特性分析与控制引言：机械传动作为一种基础工程技术，广泛应用于各行各业。
从最简单的齿轮传动到复杂的液压传动系统，机械传动在工业生产中发挥着重要的作用。
然而，机械传动系统的动态特性对于系统的性能和稳定性具有重要影响。
本文将探讨机械传动中的动态特性分析与控制方法。
一、机械传动系统的动态特性分析1.1 模态分析模态分析是一种用于研究机械结构振动特性的方法。
模态分析可以通过计算得到机械传动系统的固有频率和振动模态，并进一步分析其对系统动力学性能的影响。
通过模态分析，可以确定系统存在的共振频率，并通过设计优化来避免或减小共振现象，提高系统的稳定性。
1.2 动力学模型建立建立机械传动系统的动力学模型是进行动态特性分析与控制的基础。
动力学模型可以通过等效转矩法、有限元法或者基于物理原理的方法进行建立。
通过动力学模型，可以分析系统在不同工况下的响应特性，预测系统的动态行为，并为后续的控制设计提供依据。
1.3 频域分析频域分析是一种用于研究机械传动系统频率响应的方法。
通过将传动系统的输入和输出关系转换到频率域，可以分析系统在不同频率下的传递特性。
频域分析可以通过频谱分析、传递函数法或者傅里叶变换等方法进行，可以得到系统的传递函数，进一步研究系统的幅频响应和相频响应。
二、机械传动系统的动态特性控制方法2.1 振动控制振动是机械传动系统中常见的一种不稳定现象。
通过合理的振动控制方法，可以降低传动系统的振动幅度，提高系统的稳定性和工作效率。
振动控制方法包括主动控制、被动控制和半主动控制等多种方式。
其中，主动振动控制是通过主动干预系统的输入和输出来抑制振动，被动振动控制是通过改变系统的结构和参数来减小振动，半主动振动控制则是以一种合适的方式结合了主动和被动控制。
2.2 谐波控制谐波是机械传动系统中的另一种常见问题。
在机械传动系统中，谐波可能导致系统的共振现象，降低传动效率，甚至损坏系统的关键部件。
谐波控制的基本思想是通过采取合适的措施，如使用谐波补偿器或者采用谐波抑制方法等，来减小或抑制谐波产生的影响。
机械系统中的动态特性与控制
机械系统中的动态特性与控制随着科技的不断发展，机械系统在现代社会中扮演着至关重要的角色。
从汽车引擎到飞机发动机，从工业生产线到机器人，机械系统的运行和控制方式对于工程项目的成功与否至关重要。
本文将探讨机械系统中的动态特性和控制方法，以期了解和优化其运行过程。
一、机械系统中的动态特性在了解机械系统的动态特性之前，我们需要明确什么是机械系统。
机械系统是指由不同的机械元件组成的一个整体，这些元件相互连接并通过一定的动力方式协同工作。
机械系统的动态特性主要包括以下几个方面。
1.自由度：机械系统的自由度是指系统内可独立移动和变形的最小数目。
例如，一个弹簧与质量振子组成的系统有两个自由度，因为弹簧可以沿垂直方向移动，质量振子可以沿水平方向摆动。
2.惯性：机械系统的惯性是指系统对力的反应能力，也可以理解为系统内部元件的质量和惯性矩的总和。
惯性越大，系统对外界力的响应越迟缓。
3.阻尼：机械系统中的阻尼是指对系统振动的抵抗力量。
阻尼可以分为线性阻尼和非线性阻尼两种。
线性阻尼的大小与振动速度成正比，非线性阻尼则与振动速度的平方成正比。
4.刚度：机械系统中的刚度是指系统受力时的变形程度。
刚度越大，系统受力时的变形越小，反之亦然。
二、机械系统的控制方法了解了机械系统的动态特性后，我们可以运用相应的控制方法来优化系统的运行。
1.反馈控制：反馈控制是最常用的机械系统控制方法之一。
它通过感测系统输出信号并与期望输出进行对比，从而调整输入信号，以实现对系统状态的控制。
常见的反馈控制器有比例控制器、积分控制器和微分控制器。
2.前馈控制：前馈控制是指在预测系统输出的基础上，提前对输入信号进行调整。
与反馈控制不同，前馈控制不需要对系统输出进行实时监测和比较。
前馈控制能够提供较快的响应速度和较小的误差，但对系统内部变化和外界扰动的抗干扰能力较弱。
3.自适应控制：自适应控制是一种能够根据系统内部和外部变化自动调整控制参数的控制方法。
它通过建立系统的数学模型和适应算法，实时监测系统状态并根据优化准则调整控制参数。
机械结构的动态特性分析与优化设计
机械结构的动态特性分析与优化设计引言机械结构是现代工程领域中不可或缺的组成部分，在各个行业中都有广泛应用。
然而，随着现代科学技术的快速发展，人们对机械结构的性能要求也越来越高。
为了确保机械结构的可靠性和稳定性，对其动态特性进行分析与优化设计变得尤为重要。
本文将探讨机械结构的动态特性分析方法以及优化设计的相关内容。
第一部分：机械结构的动态特性分析1. 动态特性的概念和意义机械结构的动态特性是指在受到外部激励作用下，结构的振动响应和动力学行为。
了解机械结构的动态特性有助于判断其稳定性和可靠性，为结构的合理设计提供依据。
2. 动力学模型的建立为了研究机械结构的动态特性，需要建立结构的动力学模型。
常用的方法包括质点模型、连续体模型和有限元模型。
根据具体情况选择合适的模型对于动态特性分析至关重要。
3. 模态分析方法模态分析是动态特性分析的重要方法之一。
通过模态分析，可以得到结构的固有频率、振型以及模态阻尼等信息。
常用的模态分析方法包括有限元方法、振动试验方法和解析法等。
不同的方法适用于不同的情况，需要根据具体问题选择合适的方法。
4. 动态响应分析方法动态响应分析是研究结构在外部激励下的振动响应规律。
常见的动态响应分析方法包括频域分析和时域分析。
频域分析适用于稳态激励条件下的分析，而时域分析则可以用于任意激励情况下的动态响应研究。
第二部分：机械结构优化设计1. 优化设计的概念和意义优化设计是指在满足一系列约束条件的前提下，通过调整结构的参数和几何形状，使得结构的性能达到最佳。
优化设计可以提高结构的安全性、可靠性和经济性。
2. 基于动态特性的优化设计方法针对机械结构的动态特性，可以通过优化设计来改善结构的动态响应。
例如，可以通过调整结构的刚度、质量分布以及振动控制装置的设计来降低结构的振动幅值和共振频率。
此外，还可以通过优化材料的选择和结构的几何形状来改善结构的动态特性。
3. 结构拓扑优化设计结构拓扑优化是指通过调整结构形状和材料的分布，以提高结构的性能。
机械结构的动力学特性分析与优化设计
机械结构的动力学特性分析与优化设计随着技术的不断发展，机械结构在各个领域中扮演着重要的角色。
无论是工业设备还是日常生活中的家电，都离不开机械结构的应用。
而机械结构的动力学特性则决定了其运动的稳定性和性能的优异程度。
因此，分析和优化机械结构的动力学特性显得非常重要。
一、机械结构的动力学特性分析机械结构的动力学特性是指在外部力的作用下，结构的响应和运动方式。
根据物体运动的自由度，机械结构可以分为平面机构和空间机构。
平面机构的自由度为2，而空间机构的自由度为3。
机械结构的动力学分析可以通过建立动力学模型和进行仿真分析来实现。
要进行机械结构的动力学分析，首先需要建立结构的运动学模型。
通过建立坐标系和运动学方程，可以得到结构部件的位置、速度和加速度等参数。
接下来，可以应用牛顿运动定律和材料力学等原理，建立运动方程组或运动学模型。
通过求解运动方程组，可以得到结构的运动轨迹和运动过程中的各项参数。
机械结构的动力学分析还需要考虑结构的特点和作用力。
例如，对于弹性结构，需要引入弹性力和振动等因素来分析结构的动力学响应。
而对于刚体结构，则可以简化为求解刚体运动方程，主要考虑结构的刚度和惯性等因素。
二、机械结构的动力学特性优化设计机械结构的动力学特性可以通过优化设计来改善和提升。
首先，需要明确优化设计的目标。
是希望提高结构的刚度，还是减小结构的振动等动态响应？根据不同的目标，可以确定不同的设计方案和优化指标。
在机械结构的动力学特性优化设计中，常用的方法包括材料选用、结构参数调整和设计优化算法等。
材料选用是优化设计的基础。
不同材料具有不同的力学性能，如弹性模量、密度和阻尼等。
根据结构所受力和动态特性要求，可以选择合适的材料来提升结构的动力学特性。
结构参数调整是一种直观的优化设计方法。
通过改变结构的尺寸、形状和布局等参数，可以改变结构的刚度和自然频率等特性。
例如，增加梁的截面积可以提高结构的刚度；增加阻尼器的数量和位置可以减小结构的振动幅度。
机械结构模态分析与动态特性研究
机械结构模态分析与动态特性研究机械结构是现代工程中广泛应用的一类装置，其正确的模态分析和动态特性研究对于保证结构的稳定性和安全性至关重要。
本文将探讨机械结构模态分析的基本原理和方法，并阐述动态特性研究在机械结构设计和优化中的应用。
一、模态分析的基本原理模态分析是指通过计算机仿真以及实验手段，确定机械结构的固有振动频率和振型的过程。
它基于结构的质量、刚度、几何形状和边界条件等因素，利用结构动力学原理，求解结构的特征方程，进而得到结构的振动模态。
通过模态分析，可以了解结构的固有频率，识别结构的关键振动模态，从而进行结构优化设计和性能改进。
二、模态分析的方法模态分析的方法主要包括数值方法和实验方法。
其中，数值方法主要应用有有限元分析和模型准确的模态分析。
有限元分析是一种基于离散化的数学建模方法，通过将连续结构离散成有限数量的单元，再将这些单元通过节点连接，建立一个代表结构振动行为的数值模型。
然后通过求解结构的特征值和重要振型，得到结构的模态参数。
模态参数包括固有频率、振型、振幅等。
实验方法主要包括模态测试和频率响应函数测试。
模态测试是指通过传感器测量结构在激励下的振动响应，再通过信号处理和分析，确定结构的固有频率和振型。
频率响应函数测试是通过加在结构上的外力及测得振动响应，建立结构的输入输出关系，利用频域分析方法，获取结构的频率响应函数，进而得到结构的模态参数。
三、动态特性研究的应用动态特性研究在机械结构设计和优化中有着广泛的应用。
首先，通过模态分析可以得到结构的固有频率和振型，从而对结构的工作频域进行合理划分，避免共振发生，提高结构的稳定性和可靠性。
其次，模态分析还能够提供结构的振动模态，根据这些关键振动模态，可以识别结构的薄弱部位，发现可能的疲劳裂纹，从而避免结构因振动导致的破损和失效。
此外，通过模态分析还可以优化结构的设计，改进结构的刚度分布，减小结构的质量和噪声振动，提高结构的工作效益。
四、结论机械结构模态分析和动态特性研究是保证结构稳定性和安全性的重要手段。
机械系统动态特性研究
机械系统动态特性研究一、引言机械系统动态特性研究是现代工程领域的关键课题之一。
随着科技的不断进步，人们对机械系统的性能要求也越来越高。
了解机械系统的动态特性可以帮助我们更好地设计、改进和控制这些系统，以提高其工作效率、可靠性和安全性。
本文将探讨机械系统动态特性研究的重要性、方法和应用。
二、机械系统动态特性的重要性机械系统的动态特性是指系统在受到外界干扰或作用力时，其响应的规律和特点。
了解机械系统的动态特性对于以下几个方面具有重要意义：1. 设计优化：通过研究机械系统的动态特性，我们可以了解系统的振动频率、幅值和模态形式。
这有助于我们在设计阶段中进行结构优化，以减少振动造成的能量损耗及机械疲劳，提高系统的稳定性和耐久性。
2. 故障诊断：机械系统的动态特性可以用作故障诊断的依据。
通过监测系统的振动响应，我们可以判断出是否存在故障，以及故障的类型和程度。
这对维护人员来说是非常有价值的信息，可以帮助他们及时采取正确的措施进行维修和保养。
3. 控制系统设计：了解机械系统的动态特性可以帮助我们设计和优化控制系统。
通过合理选择控制器的参数和设计控制策略，我们可以提高机械系统的响应速度和稳定性，使其更好地实现预期的工作目标。
三、机械系统动态特性研究的方法机械系统动态特性的研究方法可以分为实验方法和数值模拟方法。
1. 实验方法实验方法是通过实际测量机械系统的振动响应来研究其动态特性。
常见的实验方法包括：（1）模态分析：通过在不同频率下激励系统，观察和测量系统的振动响应，以确定系统的固有频率、模态形式和阻尼比。
（2）频域分析：通过将振动信号转换为频谱图，分析系统在不同频率下的响应特性，如振幅、相位和频率响应等。
（3）时域分析：利用加速度传感器等测量手段，记录系统的振动响应信号，并分析其幅值、周期性和波形特征，以了解系统的动态行为。
2. 数值模拟方法数值模拟方法是借助计算机数值模拟软件，将机械系统的运动方程转化为数学模型，并通过求解这个模型来研究系统的动态特性。
机械系统的动态特性与响应分析
机械系统的动态特性与响应分析机械系统的动态特性与响应分析是机械工程中非常重要的研究领域，它关注的是机械系统在受到外界激励时的响应情况以及系统的稳定性和动态性能。
本文将围绕这个主题展开论述，并着重分析机械系统的特性及其影响因素。
一、机械系统动态特性的描述机械系统的动态特性通常通过其传递函数来描述。
传递函数是输入和输出之间的关系函数，它可以反映系统对不同频率信号的响应情况。
一般来说，机械系统的传递函数可以用以下数学表达式表示：H(s) = Y(s) / X(s)其中，H(s)是传递函数，Y(s)是输出信号的 Laplace 变换，X(s)是输入信号的 Laplace 变换，s是复变量。
传递函数的形式和参数可以反映出机械系统的动态特性。
常见的机械系统包括弹簧、阻尼器、惯性质量等组成的简单系统，以及复杂的机械结构如机器人、振动台等。
不同机械系统的传递函数形式各异，需要根据具体的系统结构和工作原理进行建模和分析。
二、机械系统动态响应的特点机械系统在受到外界激励时会产生不同的响应，其特点主要包括以下几个方面：1. 频率响应：机械系统对不同频率激励信号的响应情况不同。
某些频率激励信号可能会引发机械系统的共振现象，导致振幅急剧增大，甚至破坏系统的稳定性。
2. 相位响应：机械系统对激励信号的相位有一定的延迟响应。
相位响应可以影响系统的稳定性和动态性能。
3. 阻尼特性：机械系统的阻尼特性对系统的响应特点有显著影响。
阻尼系数的大小和类型决定了系统的振荡过程和衰减速率。
4. 稳定性分析：机械系统的稳定性是指系统在受到外界激励时是否保持有界响应。
通过稳定性分析，可以确定系统在不同参数配置下的稳定范围，并进行优化设计。
三、影响机械系统动态特性的因素机械系统的动态特性受到多方面因素的影响，主要包括以下几个方面：1. 结构刚度：机械系统的结构刚度会直接影响系统的共振频率和振动模态。
刚度越大，共振频率越高，系统对高频激励信号的响应越灵敏。
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课程名称：机械动力学与动态特性分析任课老师：蒙艳玫学院：机械工程学院专业：机械制造及其自动化姓名：韦荣发学号： 12113010111、用机械网络分析一下系统的简化模型：碎石机（用双重动力减震器）画出上述系统的机械网络图，设计和分析减振效果解：（1）由上图可得其机械网络图，如图1-1所示。
图1-1（2）设计与分析由图1-1机械网络图可知，整个系统会因偏心质量而发生振动，已知偏心质量m ，偏心距为e ，因此，激振力为：由以上条件，根据基尔霍夫 节点定律列出位移响应方程：pcos wt （1）导纳阵为：所以，若要消除m2、K2系统的振动，即在m2点激振时，其位移响应等于零，则其自导纳H22=0，所以，。
所以：即，，此频率就是反共振频率，当激振力的频率等于该频率时，m2和m3的位移等于零.因此在设计减振器时，只要合理的选择减振器的质量、刚度，使它在单独振动时的固有频率等于激振力的频率，就能够消碎石机的振动。
2、结合实际研究课题，以一实际结构或机器为对象，（1）作FRFS测试分析，试述：1）目的结合甘蔗实地种植情况和蔗地地形, 利用ADAMS View建立一个轮式小型甘蔗收割机的样机模型, 对其行走转向性能进行仿真分析, 并在平路面基础上建立了田间常见障碍物模型,进一步对收割机越障性能进行仿真研究; 通过虚拟仿真和物理试验相结合的方法,分析比较了不同轴承及间距对刀轴刚性及甘蔗断面切割质盆的影响,并在此基础上提出了一种高刚性的轴承布局方法,为设计低破头率的小型甘蔗联合收获机切割器提供了依据.2）方法、原理①选用多体动力学仿真软件ADAMS View作为仿真分析的软件平台②将切割器的结构在Pro/E软件中建立三维实体模型,然后将模型导入到ANSYS软件中,将轴承利用弹性单元进行模拟3）实验装置，过程选用多体动力学仿真软件ADAMS View作为仿真分析的软件平台, 对轮胎、悬架转向盘和地面进行。
简化建模。
模型中所用到的是全局坐标系: 坐标原点在两前轮中心连线中点, 收割机前进方向为X轴负向, 垂直水平面向上为Y轴正向, Z轴正向由右手定则确定, 其质量和转动惯量与实际底盘相同。
根据甘蔗种植情况, 模型的一些基本参数设定如下: 前、后轮距为2.3m, 两侧轮距为1.1m, 整机质量为2.89×103kg, 重心位置坐标为( 0, 600, 0), 左、右根切器刀盘上表面中心位置坐标分别为( - 2361, 164,-230)和( - 2361, 164, 230)。
前悬架弹簧分别置于前悬架左、右侧上横臂处, 其刚度和阻尼值参照文献分别取1298N/mm和6000; 后悬架弹簧分别置于后悬架左、右侧斜置臂处, 其刚度和阻尼值参照文献[ 3]分别取1602N/mm和6000。
在ADAMS中选择轮胎文件(mdi_fiala01.tir)和路面谱文件(mdi_2d_flat rdf), 轮胎特性数值如表1所示。
收割机转向样机模型采用前轮转向、后轮驱动。
耦合副COUPLER_1分别连接转向摇臂与底盘之间的旋转副JOINT_48和转向横拉杆与底盘之间的移动副JOINT_41, 其作用是将方向盘的转动转换成转向横拉杆的水平移动, 从而改变车轮的转向。
耦合副COUPLER_1的数值设置界面如图2所示。
构趁弹性联接徽型首先构建切割器旋转轴的弹性联接模型用轴承支撑的梁或轴,可以将轴承简化为弹性联接单排的滚珠轴承可简化为径向刚度系数为kr,轴向刚度系数为ka。
的弹摘一阻尼单元切割器的旋转轴采用一对圆锥滚子轴承作为支撑,各个尺寸参数采用文献提供的较优水平组合刀盘直径为380mm,刀片伸出长度为50mm,刀轴直径为40mm,盘转速为800r/min 而,甘蔗进给速度为400mm/s,刀盘无倾角轴承间距分别设为50,125和200mm 3种水平根据上述分析,首先将切割器的结构在Pro/E软件中建立三维实体模型,然后将模型导入到ANSYS 软件中,将轴承利用弹性单元进行模拟,在刀轴的相应位置处立弹黄一阻尼单元,外圈节点用建立,内圈节点采用建立,同时保证弹焚单元的有限元数目为,外圈节点全部限制自由度,内圈节点限制轴向自由度,同时采用划分单元,质量采用单元添加,翰入单元定义所需要的实常数,三维实体采用单元进行网格划分,划分网格后的有限元模型见图。
4）数据处理，结果讨论图3a所示为收割机转向时后轮驱动力的变化曲线, 从图3a中可知, 后轮驱动力在转向时稳定在7~95kN。
图3b所示为转向时整机的速度变化曲线。
速度随时间不断增加是因为驱动力一直存在, 并且路面平整无障碍, 仿真结束时达到5m/ s。
图3c所示为转向时整机的加速度变化曲线, 仿真刚开始出现的加速度值高达1×104mm/s2, 主要是因为模型中轮胎和地面有一定的初始间隙所致, 此后整机加速度逐步稳定在2×103mm/ s2以内。
图3d所示为整车转弯半径变化曲线, 仿真刚开始出现的转弯半径值高达5×104m, 主要是因为施加转向力的Step函数是在仿真后2s才开始作用, 4s后转弯半径值稳定在较低的范围内。
转弯时后轮驱动力稳定; 收割机速度平稳增加;转弯半径和加速度在仿真刚开始时出现一个峰值, 主要是因为转向力矩施加的时间是在仿真开始后2s, 以及轮胎和地面之间存在一定距离。
由于实际运用甘蔗收割机时其速度一般不会达到图3b中5m/s的速度, 并且田间路面一般存在田埂、坡坎和土堆等障碍物, 所以有必要对此甘蔗收割机在低速时越障性能进行仿真研究。
由此可知, 收割机在田间作业时前轮越障对割刀跳动的高度和速度影响较大, 障碍物对收割机直线行驶能力的影响微乎其微。
利用双刀盘切割力的经验计算公式,在刀片的边缘点处施加F=80N的侧力,模拟得到力施加点X,Z切割边缘点和刀片伸出中点相对应的各点的,方向的位移量图显示轴承间距为时,个采样点在加载切割时间范围内的位移变化曲线间距分别为50mm,条件下的个采样点的,方向位移变化量见表。
靠背设置的角接触球轴承和2个深沟球轴承组合运用,排布方式见下图。
3.将实际课题和机械振动学科前沿技术相结合，写一篇综述（6000字）。
小型甘蔗收割机刀盘振动研究摘要：切割系统是甘蔗收割机重要的组成部分，切割系统设计的好坏直接影响着收割机的收割质量和被砍断后甘蔗能否顺利进入后面的剥叶断尾机构。
根据课题组前期的研究成果可知，刀盘的振动是引起甘蔗收获过程中破头率过高的主要原因。
本文主要是针对整机布局中，发动机、剥叶机、刀盘本身等机构，在工作工程中产生的激振对刀盘刀片的响应进行分析研究，找出影响刀盘刀片振动的主要振源。
通过验证当前我们物理样机切割系统的刚性以及切割质量而获得宝贵的数据，为下一步物理样机的改进提供依据，也为下一台甘蔗收割机的设计提供理论参考。
关键词：甘蔗收获机破头率刀盘振动振动的强弱用振动量来衡量，振动量可以是振动体的位移、速度或加速度。
振动量如果超过允许范围，机械设备将产生较大的动载荷和噪声，从而影响其工作性能和使用寿命，严重时会导致零、部件的早期失效。
例如，透平叶片因振动而产生的断裂，可以引起严重事故。
由于现代机械结构日益复杂，运动速度日益提高，振动的危害更为突出。
反之，利用振动原理工作的机械设备，则应能产生预期的振动。
在机械工程领域中，除固体振动外还有流体振动，以及固体和流体耦合的振动。
空气压缩机的喘振，就是一种流体振动。
设计机械设备时，应周密地考虑所设计的对象会出现何种振动，是线性振动还是非线性振动以及振动的程度，把振动量控制在允许范围内的方法。
这是决定设计方案时需要解决的问题。
已有的机械设备出现超过允许范围的振动时，需要采取减振措施。
为了减小机械设备本身的振动，可配置各类减振器。
为减小机械设备振动对周围环境的影响，或减小周围环境的振动对机械设备的影响，可采取隔振措施。
系统受到瞬态激励时，它的力、位移、速度、加速度发生突然变化的现象，称为冲击。
一般机械设备经受得起微弱的冲击，但经受不起强烈的冲击。
为了保护机械设备不致于受强烈冲击而破坏，可采取缓冲措施，以减轻冲击的影响。
如飞机着落时，轮胎、起落架和缓冲支柱等分别承受和吸收一部分冲击能量，借以保护飞机安全着陆。
减小机械噪声的根本途径主要在于控制噪声源的振动,在需要的场合,也可配置消声器。
自从应用机械阻抗、系统识别和模态分析等技术以来，人们已成功地解决了许多复杂的振动问题。
在已知激励的情况下，设计系统的振动特性，使它的响应满足所需要求，称为振动设计。
在已知系统的激励和响应的条件下研究系统的特性，即用实验数据与数学分析相结合的方法确定振动系统的数学模型，称为系统识别。
若已知机械结构运动方程的一般形式，系统识别则简化为参数识别。
参数识别可以在频域内进行，也可以在时域内进行，有的则需要在频域和时域内同时进行。
在已知系统的特性和响应的条件下研究激励，称为环境预测。
振动设计、系统识别和环境预测三者可以概括为现代振动研究的基本内容。
在机械工程领域内，为确保机械设备安全可靠地运行，机械结构的振动监控和诊断也引起人们的重视。
在研究方法上，振动测试是与理论分析计算结合采用的。
本文结合甘蔗收获机课题组目前的研究，将机械振动学的理论和收割机刀盘的振动联系起来，寻求降低刀盘垂直方向的振动来提高收割质量的方法，为下一台甘蔗收割机的设计提供理论参考。
一、实验研究背景甘蔗联合收获机的振源主要来自五个方面，发动机、切割器、输送系统、剥 叶断尾机构和路面的随机激励。
本文主要研究切割器振动对刀盘振动幅值的影响。
切割器的振动：切割器的振动主要由其上的螺旋提升装置动不平衡引起的周期性振动。
切割 器处于车架的约束状态下旋转时，由于切割器的安装存在一定的倾斜角度，螺旋不平衡所引起的惯性力在垂直方向上产生分量，所以切割器所引起的振动主要有左右方向和垂直方向的振动，其中垂直方向的振动正是我们关注的焦点。
频率为：）z （60n f H式中：n —发动机转速（r/min ）课题组通过模拟试验，对刀盘不同转速下切割后蔗根情况统计如下表： 刀盘转速(r/min)裂纹数 裂纹平均长度(mm) 裂纹平均厚度(mm) 破头率 6001.56 15.33 1.34 15.9% 5001.73 16.7 1.52 18.6% 400 1.86 17.3 1.65 20.8%表1 切割后蔗根情况统计上表数据的统计是以30簇为统计样本，对统计项取平均值，当裂纹过节或裂纹长度大于15mm 时就认为蔗根损坏。
所以从表1的统计结果可以看出，原有样机的破头率都是在15%以上，并且裂纹的平均长度也比较长，根据课题组前期的研究成果[1]可知，破头率与刀盘的振动幅值的关系如图1，根据论文对砍蔗质量的统计指标，数值越大砍蔗质量越差，并且此数值是无量纲量。