工程机械两级减振系统的特性分析

吴冬涛　刘飞　王乐峰

摘要：本文对工程机械两级减振系统的特点进行了分析。建立了工程机械弹性悬架二自由度数学模型，采用模态分析法分析了这类工程机械的振动特性。提出了兩级减振系统的设计思路。

关键词：工程机械；减振；二自由度。

如图1所示的两级振动系统，本文主要对这种两级减振系统的运动规律进行研究分析。

1数学模型

在如图1所示的模型中，M、m分别为一、二级减振质量，k1，k2分别为一、二级减振弹簧刚度，c1，c2分别为一、二级阻尼，x1，x2为M、m位移量。由地面不平产生的垂直于地面的位移用y表示，该位移为系统激励。建立如式（1）所示的数学模型。

当阻尼被忽略时，（1）可以简化为

（2）为矩阵形式

简化为

2模型分析

自由振动时 =0，（3）式可写为

由此可得系统的特征方程为

可解得

上式也可写成

特征方程有两个正实根 所以系统有两个频率 。将式（6）中的 带入式（4）中求解，得到两个双模态向量。

设系统模态坐标 ，由模态分析方法可知，它与物理坐标 之间应该满足下式关系：

其中A为系统的模态矩阵，

将式式（7）带入式（3）得

给式（9）两边同乘以A的转置矩阵AT

将式（8）、（11）、（12）代入式（10）可得解耦后振动方程

设 则式（13）有稳定解

式（14）代入式（7）得方程式（3）的稳定解