干摩擦阻尼及其应用

采用干摩擦阻尼可以有效的限制构件的振动应力水平。从干摩擦阻尼特性的理论分析、干摩擦阻尼器的数学模型的建立以及在结构减振设计上的应用等方面进行了论述。总结了国内外的研究方法及存在的问题 。

带干摩擦阻尼结构叶片振动响应试验

建立了非旋转状态叶片试验系统,正压力加载方案可实现连续调节并较准确测量接触压力.利用该试验系统,对不同接触紧度,接触角度带冠叶片的振动特性及响应进行测试,结果表明带冠叶片出现了共振频率分叉的非线性现象.通过试验分析叶冠接触面紧度,接触角度等重要参数对带冠叶片振动特性和减振效果的影响规律,结果显示接触角度应根据振型综合考虑接触面间相对运动在切向和法向两个方向分量的比例关系进行选取.

主动式弹支干摩擦阻尼器控制转子振动的实验

设计了一种主动控制式弹支干摩擦阻尼器.实验研究了该主动控制式弹支干摩擦阻尼器对转子减振的效果.实验发现,通过选择合适的控制方案,主动式弹支干摩擦阻尼器能够对转子振动进行有效控制,减振效果明显.另外,实验表明,主动控制式弹支干摩擦阻尼器结构简单,易于施加控制,功耗小,将是一种很有应用前景的转子主动减振结构.

基于微滑移解析模型的干摩擦阻尼叶片稳态响应分析

基于单边微滑移解析模型,建立了阻尼器干摩擦力的本构关系,该模型可以较好地描述摩擦界面粘滞-滑移状态以及在同一时刻阻尼器各局部拉、压应变不同而产生的摩擦力方向的不同。采用等效刚度和等效阻尼对干摩擦力的非线性特征进行了线性化处理。引入干摩擦阻尼因子度量干摩擦阻尼效果。采用谐波平衡法对简化的带阻尼器叶片系统进行了强迫振动响应分析。分析表明:干摩擦阻尼器对叶片的作用体现在阻尼和刚度两个方面,干摩擦阻尼因子是评价干摩擦阻尼效果的一个较好的参数;存在最佳的正压力,使干摩擦阻尼因子最大,响应最小。

高速大功率密度齿轮传动系统的干摩擦阻尼环减振特性研究

以干摩擦阻尼环对高速大功率密度齿轮传动系统减振特性的影响为研究对象,在考虑干摩擦阻尼环减振作用、轮齿时变啮合刚度、啮合传动误差的基础上,建立干摩擦阻尼环齿轮传动系统的弯扭轴耦合多体动力学模型。设计一套输入最高转速为36 000 r/min、油润滑的齿轮传动系统干摩擦阻尼环减振试验系统,并验证了动力学模型的有效性。研究干摩擦阻尼环结构参数对齿轮传动系统减振特性的影响。结果表明:针对高速大功率密度齿轮传动系统,干摩擦阻尼环具有良好的减振特性,降幅比可以达到20%;通过优化阻尼环结构参数如外圆直径(阻尼环与轮缘间的过盈量)、厚度、宽度等可使齿轮传动系统获得最优减振效果。

汽轮机叶片干摩擦阻尼机理及其数学描述

探讨了涡轮机叶片干摩擦阻尼的几个主要环节，研究了各个干摩擦阻尼环节的机理，并给出了阻尼力的表达式。通过分析得出，在涡轮机叶片中对叶片减振最有效的干摩擦阻尼方式是叶片围带、凸肩或叶片平台的干摩擦阻尼。

半主动干摩擦阻尼器在隔振系统中的抗冲击优化设计研究

建立了吸力型电磁铁的电磁和动力学模型,得到了控制电压与电磁力的关系,通过调节施加在摩擦片上的电磁力,达到控制干摩擦力的目的,从而得到了一个新型半主动式的干摩擦阻尼器。根据最优抗冲力理论,设计了半主动式干摩擦阻尼器与隔振器并联的隔振抗冲系统。通过PID控制,该设计可以在不影响隔振性能的同时,极大的提高系统的抗冲击性能。冲击响应和极限性能分析的结果均表明:该优化设计比传统的抗冲设计具有更高的抗冲击性能。

金属橡胶干摩擦阻尼系统动态性能分析方法的研究

以干摩擦阻尼系统动态性能表征方法的前期研究成果为基础,针对金属橡胶构件的非线性力学性能,分析了金属橡胶构件的干摩擦阻尼的成固,对金属橡胶于摩擦隔振系统的运动微分方程的建立与求解进行了探讨,将方程的数值解与试验结果进行了对比。结果表明,在建立金属橡胶干摩擦阻尼系统的运动微分方程时,可以直接采用非线性恢复力,而不采用当量粘性阻尼项。试验结果表明该方法具有足够的精度。

弹性支承干摩擦阻尼器减振实验研究

建立了弹性支承干摩擦阻尼器实验装置,验证了弹支干摩擦阻尼器的可行性和有效性。干摩擦阻尼器由弹性支承、两个摩片、弹簧以及固定支承组成。摩片之一固定在弹性支承的一端,另一摩片置于固定支承,通过弹簧压紧。摩片之间通过弹簧提供压紧力保持接触。弹性支承内有一轴承,支持转子的一端。干摩擦阻尼器工作方式如下,如果转子不振动,弹性支承静止,所以摩片之间没有相对位移,也就不产生摩擦;如果转子振动,弹性支承端面的摩片与固定支座上的摩片之间产生相对位移,这样两摩片之间的摩擦将为转子系统提供阻尼。实验结果证明干摩擦阻尼器可以明显地降低通过临界转速时的转子振动,它是一种用于转子系统的新型的有前途的阻尼器。

微滑移离散模型及在干摩擦阻尼叶片振动分析中的应用

建立了阻尼器干摩擦力微动滑移离散模型,该模型可以较好地描述摩擦界面粘滞-滑移共存状态和阻尼器因局部拉、压应变不同而产生的局部摩擦力方向的不同,适用于各种激振作用下的阻尼器动力学分析,克服了微动滑移解析模型仅适用于单谐波作用力的局限。采用时域法对简化的凸肩干摩擦阻尼结构叶片系统进行了强迫振动响应分析,验证了微动滑移离散模型在阻尼叶片动力学分析中的可用性。

整体围带叶片干摩擦阻尼振动特性实验研究

干摩擦装置常用于透平叶片以便于增加阻尼和减小振动应力。为了研究具有干摩擦阻尼结构叶片的振动特性,设计并建造了相应的实验台,采用激光测振仪和电涡流传感器等仪器测试了具有干摩擦阻尼围带结构叶片的振动特性,获得了不同围带正压力和激振力作用下叶片的振动频响曲线和模态阻尼比。实验结果表明:在一定的激振力作用下,叶片的共振频率随着围带正压力的增加而增大,其中存在一个最优围带正压力使叶片的共振响应幅值最小、模态阻尼比最大,从而达到最好的摩擦阻尼减振效果,并通过实验确定了叶片围带最优正压力的范围;此外,由于系统具有非线性特性的干摩擦阻尼,在一定的围带正压力作用下,叶片的共振频率随着激振力幅值的增加而降低,模态阻尼比随着激振力幅值的增加而增大。

转子干摩擦阻尼器及其减振机理

建立了用于转子系统的干摩擦阻尼器的结构模型和力学模型 ,分析了带干摩擦阻尼器转子的运动 ,探明了干摩擦阻尼器的阻尼效果和镇定机理 ,给出了确定干摩擦阻尼器镇定边界的能量平衡方法。分析结果表明 。

干摩擦阻尼叶片的界面约束力描述及振动响应求解

发展了一种描述复杂运动状态下界面约束力的三维干摩擦接触数值模型,该模型通过在接触界面建立多个摩擦接触点对得到多点分布的界面约束力,可以描述界面的粘滞-滑动共存状态和法向接触正压力不均匀分布。在该模型中还考虑了界面动静摩擦系数的不同和界面的各向异性。采用三维干摩擦接触数值模型和高阶谐波平衡法,计算了某真实围带阻尼结构汽轮机叶片在复杂激励下的非线性振动响应。计算出叶片振动响应在一个运动周期出现多个局部极值,呈含多谐波的周期函数。

时频域交互法在微滑移干摩擦阻尼叶片振动分析中的应用

为准确揭示叶片阻尼系统的动力学特征,首次引入融合时域法(描述非线性力的准确性)和频域法(求解线性系统的高效性)为一体的时频域交互法,对基于微滑移摩擦模型的凸肩阻尼结构叶片系统进行了动力响应分析,并与时域法、频域法的计算结果做了比较.计算结果显示:在一定的参数条件下,时频域交互法的计算时间与一阶谐波平衡法相近,仅相当于四阶Runge-kutta法的1/10,相对误差值却不到一阶谐波平衡法的1/2,且保持稳定.研究表明:时频域交互法对于计算微滑移干摩擦阻尼叶片振动响应具有可用性,该方法克服了一阶谐波平衡法无法将微滑移模型的准确性体现在动力学分析中的不足,而且计算效率高.

单自由度金属橡胶隔振系统干摩擦阻尼的识别

小波变换方法在非线性识别领域得到了越来越多的应用。针对金属橡胶单自由度干摩擦阻尼隔振系统的非线性阻尼识别问题进行了研究。采用了常数变异的思想 ,基于K -B算法 ,对金属橡胶干摩擦阻尼系统进行了阻尼系数的识别。结果表明 ,运用小波分析方法求解非线性阻尼系数是可行的。

安装预紧量对金属橡胶构件干摩擦阻尼的影响

为了研究安装预紧量对金属橡胶构件的干摩擦阻尼性能及寿命的影响,分别对预紧量为Q=1.1mm和Q=2.2mm的金属橡胶隔振器进行了静态及振动实验研究.结果表明:改变金属橡胶隔振器的预紧量,其承载能力及能量耗散性能均将发生变化,具有较小预紧量(Q=1.1mm)的金属橡胶隔振器的承载能力及耗散振动能量的能力优于具有较大预紧量(Q=2.2mm)的金属橡胶隔振器的相应指标,且使用寿命比较长.实验证明,适当控制金属橡胶构件的预紧量,可以实现对金属橡胶隔振器的干摩擦阻尼性能的有效控制.

干摩擦阻尼对失谐叶盘系统受迫振动的影响

针对目前含非线性干摩擦阻尼结构的失谐叶盘系统振动特性研究中,非线性干摩擦接触模型的建立及高自由度非线性系统的求解问题,采用抗混叠时频域融合算法和三维微滑移摩擦接触模型,对某含有非线性干摩擦阻尼结构的失谐叶盘系统的受迫振动响应进行计算分析,研究了干摩擦阻尼结构对失谐叶盘系统受迫振动响应的影响,并对含接触面非线性干摩擦失谐和叶盘系统失谐耦合作用下的双重失谐叶盘系统的振动特性进行了研究。结果表明:非线性摩擦阻尼结构对失谐叶盘系统的振动有抑制作用,在文中参数条件下振幅平均下降了9.53%;摩擦阻尼结构对失谐叶盘中每支叶片的减振效果存在差异,每支叶片达到最佳减振效果时所对应的最优初始正压力不同;接触产生的摩擦失谐对失谐叶盘系统同样有减振的作用;当接触面法向刚度失谐与叶盘系统的失谐强度和失谐量分布相同时,摩擦阻尼减振作用比摩擦力协调时减弱,在文中参数条件下振幅平均下降量减少了3.45%。

弹簧振子在定常干摩擦阻尼作用下的振动

首先给出了弹簧振子在定常干摩擦阻尼作用下的振动微分方程 ,并通过分段求解 ,归纳出其在各个阶段的解的一般形式 ,然后分析了振动的基本规律 ,作出了振动的图象 .

具有干摩擦阻尼的叶片组振动的理论与实验研究

通过理论分析与实验研究，讨论带凸肩叶片的振动特性及其干摩擦阻尼效应。提出了适用于凸肩干摩擦的局部非线性特点的一种新的降阶方法，定义了无量纲干摩擦阻尼因子，用于度量干摩擦阻尼效果。最后，按照设计的实验方案，对带凸肩叶片组试件做了振动实验研究。

干摩擦阻尼叶片的高保真有限元模型振动特性研究

研究考虑干摩擦效应的整圈阻尼叶片高保真有限元模型振动特性:首先建立透平机械叶盘结构在周期激振力下的多谐波有限元方程,利用固定界面模态综合法降低整圈叶盘结构的有限元方程自由度,并给出求解多谐波平衡法中非线性方程的步骤;最后以某透平叶片的高保真有限元模型作为算例,验证算法的高效性和准确性:采用多谐波平衡法在保证计算精度(最大误差1.36%)的同时大幅降低计算耗时(由12小时降至2小时);进一步分析了阻尼器的干摩擦效应对叶片的非线性振动特性的影响,为叶片阻尼结构的减振设计提供依据。