弹性胶泥阻尼器的冲击实验研究及建模分析

通过实验与理论分析相互结合的方法,以纯硅油和不同体积比例的固体颗粒为介质的弹性胶泥阻尼器为研究对象,对各阻尼器分别进行不同高度下的冲击实验,分析在固液耦合作用下弹性胶泥阻尼器的冲击性能变化。并且在冲击实验的基础上建立阻尼器的动力学模型,通过数值方法辨识模型中方程的各参数并与实测数值进行对比。研究工作对含固体颗粒的弹性胶泥阻尼器的冲击实验分析与动力学建模以及该类阻尼器的工程应用有着理论指导意义。

胶泥阻尼器一种设计方法的试验验证

胶泥吸能器是一种比较理想的隔振、抗冲防护设备,由于其耗能机理的复杂性导致人们对其设计方法认识的不足,限制了该类吸能器在重大能源领域的推广和利用,因此研究其设计方法,将其在国内外推广应用具有很高的经济价值。本文针对前期推导的阻尼器设计方法展开冲击试验,研究设计方法中所涉及的阻尼介质和阻尼器的结构参数对其阻尼力的影响规律。通过对几种阻尼介质和具有不同内部结构的几种阻尼器的反复试验发现,该规律与阻尼器设计方法所反映的规律吻合很好,从而证明该设计方法准确地描述了阻尼器物理参数与其力学特性的关系,可以用于阻尼器的结构设计。

胶泥阻尼器粒子群法参数优化

为满足阻尼器在设计中最大过载和缓冲距离的需求问题,运用粒子群法对胶泥阻尼器各参数进行优化。建立胶泥阻尼器冲击动力学模型,确定阻尼器各参变量关系,构造含有最大加速度和缓冲距离两设计指标的适应度函数,采用粒子群算法对胶泥缓冲器进行多参数优化,得出系统最优解,确定各参数数值。结果表明:该方法对胶泥阻尼器结构尺寸设计中如何避免最大位移和加速度两要素的矛盾,迅速确定各参数有实际意义。

不同力学模型的胶泥阻尼器比较与分析

自从粘弹性胶泥阻尼器诞生以来,出现了诸多用于描述其力学性能的数学模型和计算方法。为了比较和评估这些方法的准确性和可行性,以某型双出杆缝隙式胶泥阻尼器为研究对象,基于计算流体动力学(CFD)和多体系统动力学(MBD)技术,对常见的三种分析思路进行细致的数值计算和归纳总结,并用静压实验结果对几种模型进行了验证。分析结果显示,相比之下CFD数值分析方法的结果更加准确,但建模更为复杂,计算时间成本更高,各设计参数改变更难。滞回曲线显示CFD数值模型最大阻抗力更大,压缩行程更短,力学性能更接近真实模型。上述研究综述和总结了胶泥阻尼器的计算方法,评估和分析优缺点,最终建议在胶泥阻尼器的几何设计和参数优化时使用平板流模型,在定型分析和力学研究时使用更为精确的CFD数值模型。

粘滞阻尼器着陆冲击动力学建模与特性分析

为解决粘滞性胶泥阻尼器各参数对着陆缓冲性能的影响,对粘滞型胶泥缓冲器在着陆条件下建立冲击动力学模型,运用matlab数值仿真的方法,研究探讨了模型各参数特性,以及不同参数条件下对系统最大位移和加速度的响应特点,分析了该响应特点对缓冲器设计的影响,得到了系统最大加速度求解公式,不同参数对最大位移和加速度的变化规律和缓冲器设计中需重点把握的参数范围。该结果对缓冲器结构尺寸设计中如何避免最大位移和加速度两要素的矛盾有实际意义。

基于ZMP的腿式缓冲平台着陆稳定性分析

为研究腿式缓冲平台着陆的稳定性,结合胶泥阻尼器特点,建立腿式缓冲平台动力学模型。以判别动态稳定性的零力矩点(zero moment point,ZMP)理论为基础,得到腿式缓冲平台ZMP坐标公式,并提出ZMP-四边形和ZMP偏移量稳定性判据。结果表明:该判据能够判定平台的着陆稳定性,并得到影响平台稳定性的各参数响应规律,为腿式缓冲平台的进一步优化设计提供参考。