振动筛的动力学分析,的建模与仿真

另外运用状态空间法在Matlab/Simulink模块中建立其仿真模型，通过实例仿真得到该振动筛质心在三个自由度方向上的位移曲线及其质心处的运动轨迹；仿真结果与理论计算结果基本吻合，这也验证了理论推导的正确性。 研究结果可为设计出结构简单、筛分高效的振动筛提供一定的理论依据。 振动筛通常是由激振器、工作机体及弹性元件三部分组成，它是利用激振器产生周期变化的激振力，使工作机体在激振2力的作用下产生持续振动。 按照筛箱的运动轨迹可将振动筛分为直线型和圆型振动筛，圆振动筛是由带有偏心块或偏心轮的激振器驱动的一种惯性式振动机械，具有结构简单、运转平稳、工作可靠等特点而得到广泛应用。 Matlab/Simulink是一个交互式动态系统建模、仿真和分析图形环境，是一个进行基于模型的嵌入式系统开发的基础开发环境3。 由于其高效性、快捷性及其易操作性在实际的工程应用中得到广泛应用。

在Matlab/Simulink中，机械振动分析可以采用积分模块建模、状态空间模块建模和S-function模块建模4。 由于利用状态空间建模简单易操作，所以本文采用状态空间模块建立YZ型圆振动筛的仿真模型。

本文通过理论推导及其实例建模仿真得到振 动筛质心在三个自由度方向上的位移曲线及质心的运动轨迹，为振动筛的设计研究提供了坚实的理论基础。 基金项目：国家自然科学基金（51175332）作者简介：严江（1989-），男，硕士研究生。 在激振器的轴两端装有偏心块，电机传动轴通过联轴器传递扭矩给激振器，激振器以一定的转速转动，激振器上的偏心块产生惯性力，在该力的作用下，振动筛将产生沿X轴，Y轴和绕质心摇摆?三个方向上的运动，将单轴圆振动筛的力学模型简化如图1所示。 通过计算机很容易实现上式分量的求解，进而可得到振动筛箱体质心在三个自由度方向上运动的具体解析表达式。 852.振动筛Matlab/simulink的实例仿真根据YZ型圆振动筛的动力学模型，利用Matlab/Simulink软件模块进行仿真,采用的振动筛相关参数如表1。

图2 系统状态空间仿真模型Fig 2. The system state-space simulation model仿真状态初始值设为0。 仿真初始时间设为0，终止时间设为10秒；采用ode4定步长算法，100设定步长为0.002，其余默认。

建模与动力学

由图6-图8可以看出稳定工作时质心在X、Y轴方向上的振幅分别为0.0085m，0.0075m；绕质心摇摆的幅角为0.004rad，可见仿真结果与前述解析结果基本吻合，这验证了理论推导的正确性。 由图9可以看出质心的运动轨迹在经过一段时间达到稳态，稳态时其轨迹为一椭圆。 3.结论140(1)根据动力学分析推导得出的解析结果于Matlab/Simulink仿真分析得到的的结果一致，说明建立的仿真模型是正确可靠的，可以为今后的振动筛设计研究提供参考。 (2)振动筛启动过程中在y轴振动方向发生明显的短暂共振，共振振幅为稳定工作振幅的两倍。

动力学

（3）机体绕质心摆动的角度很小，在进行粗略计算时可以忽略其摇摆，将振动筛当做二145自由度受迫振动系统分析。

另外运用状态空间法在 Matlab/Simulink 模块中建立其仿真模型， 通过实例仿真得到该振动筛质心在三个自由度方向 上的位移曲线及其质心处的运动轨迹； 仿真结果与理论计算结果基本吻合， 这也验证了理论 推导的正确性。 振动筛通常是由激振器、工 作机体及弹性元件三部分组成， 它是利用激振器产生周期变化的激振力， 使工作机体在激振 2 力的作用下产生持续振动。

按照筛箱的运动轨迹可将振动筛分为直线型和圆型振动筛，圆 振动筛是由带有偏心块或偏心轮的激振器驱动的一种惯性式振动机械， 具有结构简单、 运转 平稳、工作可靠等特点而得到广泛应用。

Matlab/Simulink 是一个交互式动态系统建模、 仿真和分析图形环境， 是一个进行基于模 3 型的嵌入式系统开发的基础开发环境。 由于其高效性、快捷性及其易操作性在实际的工程 应用中得到广泛应用。 在 Matlab/Simulink 中，机械振动分析可以采用积分模块建模、状态 空间模块建模和 S-function 模块建模4。 由于利用状态空间建模简单易操作，所以本文采用 状态空间模块建立 YZ 型圆振动筛的仿真模型。

本文通过理论推导及其实例建模仿真得到振 动筛质心在三个自由度方向上的位移曲线及质心的运动轨迹， 为振动筛的设计研究提供了坚 实的理论基础。

动力学

基金项目：国家自然科学基金（51175332） 作者简介：严江（1989-），男，硕士研究生。 通过计算机很容易实 现上式分量的求解，进而可得到振动筛箱体质心在三个自由度方向上运动的具体解析表达 式。 852.振动筛 Matlab/simulink 的实例仿真根据 YZ 型圆振动筛的动力学模型，利用 Matlab/Simulink 软件模块进行仿真,采用的振 动筛相关参数如表 1。 图 2 系统状态空间仿真模型Fig 2. The system state-space simulation model仿真状态初始值设为 0。 仿真初始时间设为 0，终止时间设为 10 秒；采用 ode4 定步长算法， 100 设定步长为 0.002，其余默认。