并联和串联非线性能量阱的吸振效能对比研究

针对并联和串联非线性能量阱的选用及优化问题,对比研究了两种能量阱的吸振效能。考虑温度对简支梁动态特性的影响,建立了含两种能量阱系统的动力学方程。利用数值方法获得了两种能量阱的能量耗散率,分析了刚度系数、阻尼系数和安装位置对吸振效能的影响。研究了两种能量阱的吸振效能随冲击幅值和温度的变化规律。研究结果显示,两种能量阱均可取得较好的减振效果,然而两者的参数设置原则存在较大差异。相对于并联非线性能量阱,随外部因素的变化,串联非线性能量阱的吸振效能变化幅度较大。

非线性能量阱最优参数的变化规律研究

利用粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)研究了单自由度和两自由度非线性能量阱(nonlinear energy sink,NES)的最优参数随冲击载荷的变化规律。在仅改变刚度和同时改变阻尼与刚度情况下对NES的最优吸振效能和最优参数进行对比分析。结果表明,优化后的两自由度NES的吸振效能略优于单自由度NES。随着冲击载荷的增大,两种NES的最优刚度均逐渐减小,最优阻尼均逐渐增大。若考虑被动式装置,两自由度NES的吸振效能显然优于单自由度NES。若加入控制,使NES始终处于最优参数,两自由度NES的效能优势非常小,且其控制参数较多。

并联非线性能量阱的参数优化及性能对比研究

研究并联纯立方刚度和并联非光滑非线性能量阱(Nonlinear Energy Sink,NES)的最优参数变化规律并对两者的吸振效能进行对比分析。利用哈密顿原理分别推导出连接并联纯立方刚度NES和并联非光滑NES的系统的动力学方程,使用粒子群算法得出两种NES的最优吸振效能和最优参数,并对其进行对比分析。研究结果显示,优化前纯立方刚度NES在中等载荷作用下,显示出略高的吸振效能,但随着冲击载荷增大,非光滑NES的吸振效能要优于纯立方NES。并且,两种NES的最优吸振效能随载荷的变化规律表明,在大冲击载荷作用下优化后的非光滑NES具有更为优越的吸振效能。

串联非线性能量阱的高分支响应研究

本文对比研究了单自由度NES和两自由度串联NES的吸振效能,重点分析了串联NES对高分支响应的抑制作用.运用复变量-平均法,推导出连接串联NES的线性主振子的慢变方程,获得了系统的频率响应曲线.在不同激励幅值下,将连接单自由度NES与连接串联两自由度NES的系统响应进行对比,结果表明,串联NES能够在较大,幅值激励范围内保持较高吸振效能.在两种幅值激励下,分析了串联NES的参数对减振效果的影响.研究结果表明,在小幅激励时,调整一级NES参数对主振子的响应影响较为明显;而在大幅激励时,二级NES参数对减振效果影响较大.

弹簧基非线性能量阱的刚度误差许可范围研究

具有纯立方刚度的非线性能量阱因具有宽频吸振能力而受到广泛关注。本文研究了纯立方刚度在实现过程中存在较小偏差时,非线性能量阱(Nonlinear energy sink,NES)的失效情况,定量研究了由于安装误差等导致的正或负线性刚度对非线性能量阱吸振效能的影响。研究结果显示,单自由度吸振器具有一定的误差许可范围,相对而言,吸振器具有负线性刚度时,误差许可范围较大。对于串联两自由度吸振器,随着两级吸振器的正线性刚度的增加,吸振效能均迅速下降,两级吸振器对于负线性刚度的误差许可范围较大,并且,第二级吸振器对于弹性元件拉伸和压缩的许可范围稍大于第一级吸振器。