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高速飞行器间隙非线性机翼颤振的非线性能量阱抑制
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作者 钮耀斌 王中伟 黄伟 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期79-85,共7页
针对间隙非线性机翼颤振系统的亚临界问题,引入了非线性能量阱(nonlinear energy sink,NES)技术来提高系统发生极限环振荡的临界速度。建立了具有NES控制的间隙非线性机翼颤振系统动力学模型,并分析了质量比、频率比、阻尼比、相对位置... 针对间隙非线性机翼颤振系统的亚临界问题,引入了非线性能量阱(nonlinear energy sink,NES)技术来提高系统发生极限环振荡的临界速度。建立了具有NES控制的间隙非线性机翼颤振系统动力学模型,并分析了质量比、频率比、阻尼比、相对位置等NES参数对颤振系统极限环振荡的抑制效果,以及NES参数对颤振系统极限环振荡临界速度的影响规律。结果表明,阻尼比越大,可以在越小的自振频率比情况下使系统进入稳定区,但需要更苛刻的NES位置要求,即越靠近机翼前缘;而阻尼比越小,则使颤振系统极限环振荡响应进入稳定区所需的NES质量越小。在NES位置靠近机翼前缘时,增大自振频率比会使极限环振荡抑制效果有明显的提升,而增大质量比可以显著提高极限环振荡的抑制效果和临界速度。此外,NES的阻尼比越小,其颤振系统的极限环振荡抑制效果越好。 展开更多
关键词 非线性能量阱 间隙非线性 机翼 极限环振荡 颤振抑制
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非线性能量阱的曲梁设计研究
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作者 郑智伟 黄修长 +2 位作者 华宏星 袁志豪 杨咏 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第22期53-61,共9页
非线性能量阱(nonlinear energy sink,NES)在减振和能量采集领域具有重要价值。尽管立方刚度NES及含立方刚度的双稳态NES已受广泛研究,但精确实现指定立方刚度的方法鲜有讨论。为此针对基于欧拉曲梁实现的NES开展研究,通过减小曲梁回复... 非线性能量阱(nonlinear energy sink,NES)在减振和能量采集领域具有重要价值。尽管立方刚度NES及含立方刚度的双稳态NES已受广泛研究,但精确实现指定立方刚度的方法鲜有讨论。为此针对基于欧拉曲梁实现的NES开展研究,通过减小曲梁回复力与一个特定的理想非线性回复力之间的相对偏差,来实现NES中精确的立方刚度。基于欧拉梁理论得到圆弧梁和折线梁的初始刚度公式,用于设计曲梁长度。基于有限元方法求解了不同曲梁形状的非线性回复力,确定了能够实现立方刚度的圆弧梁和折线梁形状,并得到了满足相对偏差要求的临界位移拟合公式。基于以上两个公式总结出一套快速设计曲梁的方法,通过合理调节形状和截面尺寸使曲梁的回复力在需要的变形区间内逼近于理想非线性回复力。与有限元仿真进行对比,推导的解析公式可以对大初始挠度曲梁的初始刚度进行精确计算,设计出的NES回复力与目标之间的相对偏差绝对值小于1%。该设计方法有助于更精准、高效地设计NES,为曲梁实现非线性弹簧提供了新的设计方法。 展开更多
关键词 欧拉曲梁 非线性能量阱(NES) 立方刚度 非线性回复力
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基于非线性能量阱的汽车传动系统扭振抑制研究
3
作者 曲俊龙 苏志勇 +1 位作者 史文库 陈志勇 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第14期232-242,300,共12页
对非线性能量阱(nonlinear energy sink, NES)在汽车传动系统扭振抑制中的应用进行了研究。根据传动系统的结构和振动特点,建立了简化的3自由度传动系统-NES耦合动力学模型;基于增量谐波平衡法联合增量弧长法,推导并求解了耦合系统的频... 对非线性能量阱(nonlinear energy sink, NES)在汽车传动系统扭振抑制中的应用进行了研究。根据传动系统的结构和振动特点,建立了简化的3自由度传动系统-NES耦合动力学模型;基于增量谐波平衡法联合增量弧长法,推导并求解了耦合系统的频率响应,利用Floquet理论对周期解的稳定性进行判断;在频域和时域上对系统的非线性动力学响应及其影响因素进行了分析,并基于能量谱研究了NES的减振性能;最后,基于扩展的5自由度非线性模型对NES进行了参数优化和验证。结果表明,NES的减振性能受其自身刚度、阻尼及发动机激励幅值影响,合理设计NES参数可以高效抑制汽车传动系统的扭转共振,而不恰当的NES参数会促使系统发生高分支周期响应,导致异常振动峰值出现,经优化后的NES可以仅5%的惯量比使传动系统转速波动均方根值降低41.3%,减振效果显著。该研究可为NES在传动系统扭振抑制中的应用及其参数设计提供参考。 展开更多
关键词 车辆工程 汽车传动系统 非线性能量阱(NES) 扭转振动 增量谐波平衡法 振动抑制
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调谐质量阻尼器和非线性能量阱抑制内燃机闭环轴系扭转振动的比较研究 被引量:1
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作者 马凯 杜敬涛 +1 位作者 刘杨 陈曦明 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期236-246,共11页
传统线性减振器在抑制内燃机轴系的扭转振动方面有着长期的应用,但较窄的减振带宽限制了其性能的发挥.考虑到内燃机闭环轴系的周期性激振力随转速的变化而变化,其在相对较宽的频率域内实现高效的减振十分必要.为了探究非线性能量阱(nonl... 传统线性减振器在抑制内燃机轴系的扭转振动方面有着长期的应用,但较窄的减振带宽限制了其性能的发挥.考虑到内燃机闭环轴系的周期性激振力随转速的变化而变化,其在相对较宽的频率域内实现高效的减振十分必要.为了探究非线性能量阱(nonlinear energy sink,NES)替代调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)抑制曲轴扭转振动的可行性,文章将建立曲轴的多惯量非线性闭环自激耦合振荡模型,在此基础上,研究TMD和NES对闭环曲轴扭振减振的影响规律.分析过程综合考虑了轴系不同轴段位置的瞬态和稳态扭转振动.除此之外,定义了振动密度,性能领先效率和波动率3种函数综合考虑不同动力吸振器(dynamic vibration absorber,DVA)的性能优劣.讨论了NES和TMD在不同的设计参数下(变刚度、变阻尼和变位置排布)的减振效率和鲁棒性.结果表明,NES和TMD控制曲轴扭振时具有不同的刚度及阻尼失效区间.随着设计参数的变化,NES和TMD的减振性能交替领先,NES的综合性能领先了24.5%,TMD的综合性能领先了3.3%.同时,NES具有较高的阻尼依赖性(13.6%),TMD具有较高的刚度(3.6%)及位置依赖性(25.6%). 展开更多
关键词 柴油机 扭振减振 非线性能量阱 闭环轴系 鲁棒性
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弹磁强化非线性能量阱的吸振性能研究
5
作者 李会阳 陈建恩 王继康 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2024年第6期285-290,共6页
在纯立方非线性能量阱(Nonlinear Energy Sink,NES)的基础上引入弹磁元件,构成新型的弹磁强化非线性能量阱。建立含线性主振子和该非线性能量阱组成的系统的动力学方程,运用龙格库塔法对该非线性能量阱的动力学特征进行分析,并对比弹磁... 在纯立方非线性能量阱(Nonlinear Energy Sink,NES)的基础上引入弹磁元件,构成新型的弹磁强化非线性能量阱。建立含线性主振子和该非线性能量阱组成的系统的动力学方程,运用龙格库塔法对该非线性能量阱的动力学特征进行分析,并对比弹磁强化非线性能量阱和纯立方刚度非线性能量阱的吸振性能,研究弹磁强化非线性能量阱参数对其吸振性能的影响。分析结果表明,弹磁强化非线性能量阱具有较好的减振效果;通过增大弹磁元件中永磁铁质量、半径以及线性弹簧的刚度系数,减小永磁铁初始间距,都可以优化其减振效果。但激励幅值较大时,振幅会在共振频率附近出现不稳定响应或者出现双峰现象。 展开更多
关键词 振动与波 非线性能量阱 减振 频率响应 弹磁元件 永磁铁
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非线性能量阱最优参数的变化规律研究
6
作者 李建玲 陈建恩 +1 位作者 孙敏 刘小伟 《天津理工大学学报》 2024年第1期133-139,共7页
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... 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。 展开更多
关键词 非线性能量阱(NES) 吸振效能 最优参数 粒子群优化算法(PSO)
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调谐质量阻尼器和轨道型非线性能量阱减震性能对比研究
7
作者 吴春雷 黄欣 +1 位作者 鲍天正 张国军 《上海师范大学学报(自然科学版中英文)》 2024年第3期438-445,共8页
基于2层钢框架模型,通过试验对比了在地震作用下调谐质量阻尼器(TMD)和非线性能量阱(NES)的减震性能,分析了两者时(频)域曲线和减震效果的差异,探究了影响两者减震效果的因素.试验结果表明:对于处在低阶模态的结构,TMD的减震效果更好,... 基于2层钢框架模型,通过试验对比了在地震作用下调谐质量阻尼器(TMD)和非线性能量阱(NES)的减震性能,分析了两者时(频)域曲线和减震效果的差异,探究了影响两者减震效果的因素.试验结果表明:对于处在低阶模态的结构,TMD的减震效果更好,减小加速度响应最多可达42.5%;轨道型非线性能量阱因轨道摩擦系数不同减震效果有差异,减小加速度响应最多可达24.7%,但傅里叶幅值略有降低,高阶模态下减震效果将更好. 展开更多
关键词 调谐质量阻尼器(TMD) 轨道型非线性能量阱(NES) 结构响应 振动台试验
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采用时域平衡描述函数法求解含非线性能量阱的机翼颤振系统
8
作者 赖丞 郑泽昌 陈衍茂 《中山大学学报(自然科学版)(中英文)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期147-153,共7页
采用一种时域平衡描述函数法(DFBT),高效求解含非线性能量阱(NES)的二元机翼颤振系统。该方法采用一组用于描述周期运动的基函数,在时域上将动力学方程离散并逐点列出平衡方程,以此求解出基函数的谐波系数。通过离散得到的逐点平衡方程... 采用一种时域平衡描述函数法(DFBT),高效求解含非线性能量阱(NES)的二元机翼颤振系统。该方法采用一组用于描述周期运动的基函数,在时域上将动力学方程离散并逐点列出平衡方程,以此求解出基函数的谐波系数。通过离散得到的逐点平衡方程提供超定代数方程组,结合最小值优化使得迭代容易收敛,从而实现谐波系数的求解。该方法无需对周期响应进行频繁的时频域转换,提高了计算效率。求解结果与数值方法的计算结果吻合良好,验证了方法的有效性。同时,由于DFBT结果具有半解析形式,可以得到颤振系统的非稳定解,获得了完整的亚临界分岔图。因此,DFBT适用于复杂非线性多自由度颤振系统的稳态响应求解。 展开更多
关键词 非线性颤振系统 极限环 非线性能量阱 半解析方法
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脉冲激励下阻尼非线性对串列式两自由度非线性能量阱的减振性能研究
9
作者 聂小春 林西齐 +2 位作者 付俊杰 王灵芝 晏致涛 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1458-1474,共17页
非线性能量阱(nonlinear energy sink,NES)是一种优于线性吸振器的被动能量吸收装置,其在各个领域的抑振中起着关键性的作用.对具有线性阻尼的串联式两自由度非线性能量阱(2-DOF LNES)、具有非线性立方项阻尼的串联式两自由度非线性能量... 非线性能量阱(nonlinear energy sink,NES)是一种优于线性吸振器的被动能量吸收装置,其在各个领域的抑振中起着关键性的作用.对具有线性阻尼的串联式两自由度非线性能量阱(2-DOF LNES)、具有非线性立方项阻尼的串联式两自由度非线性能量阱(2-DOF NNES)以及具有线性和非线性阻尼的组合式串联两自由度非线性能量阱(2-DOF CNES)3种系统在脉冲激励下的振动抑制性能及能量传递形式进行了研究.建立了3种系统的理论模型,并利用复变量平均法对相应的系统近似解进行了推导,得到了对应的慢变动力流方程.使用4阶龙格库塔法对同种系统在不同初始能量下NES的减振效率及能量传递形式进行了纵向对比研究,又对不同系统在同种初始能量下的减振性能和能量传递形式进行了横向对比研究.结果表明,在主结构耦合串联式两自由度NES模型中,NES振子对主结构的减振主要通过1:1:1瞬态共振俘获实现.2-DOF LNES和2-DOF NNES分别在较小和较大的初始能量条件下对主结构具有较好的抑振能力.2-DOF CNES则综合了2-DOF LNES及2-DOF NNES系统各自的优势,不仅具有小的能量触发阈值,并且在主结构受到较大的初始脉冲激励时也能保持较好的减振性能,这种优势使其在应对不同的初始能量条件下时均具有较高的减振效率和鲁棒性. 展开更多
关键词 非线性能量阱 非线性阻尼 脉冲激励 靶向能量传递 近似解析解
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基于杠杆型非线性能量阱的复合材料层合梁横向振动抑制
10
作者 王海舟 《声学与振动》 2024年第2期63-75,共13页
本文将杠杆型非线性能量阱(Lever-Type Nonlinear Energy Sink, LNES)耦合到复合材料层合梁的中点位置,研究了LNES对梁的横向振动抑制性能。结合牛顿第二运动定律和广义哈密顿原理,推导了耦合系统的动力学方程。采用伽辽金截断法离散耦... 本文将杠杆型非线性能量阱(Lever-Type Nonlinear Energy Sink, LNES)耦合到复合材料层合梁的中点位置,研究了LNES对梁的横向振动抑制性能。结合牛顿第二运动定律和广义哈密顿原理,推导了耦合系统的动力学方程。采用伽辽金截断法离散耦合系统的偏微分控制方程,并通过龙格–库塔法获得近似数值解,验证了谐波平衡法得到的近似解析解。对比在相同幅值激励下耦合NES系统的响应曲线,发现LNES对系统的振动抑制效果更为优越。此外,讨论了LNES单一参数变化对系统幅频响应曲线的影响。根据结果确定,LNES对复合材料层合梁的横向振动有着显著的振动抑制效果。 展开更多
关键词 复合材料层合梁 杠杆型非线性能量阱 谐波平衡法 振动抑制
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阻尼对耦合非线性能量阱系统影响研究 被引量:22
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作者 熊怀 孔宪仁 刘源 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第11期116-121,共6页
研究了耦合非线性能量阱的非保守系统的定向能量传递现象。基于复变量平均法推导含有阻尼参数的系统慢变方程,求解出系统能量与各参数近似关系,获得了系统能够实现定向能量传递时阻尼必须满足的条件,并给出了非线性能量阱具有吸振能力... 研究了耦合非线性能量阱的非保守系统的定向能量传递现象。基于复变量平均法推导含有阻尼参数的系统慢变方程,求解出系统能量与各参数近似关系,获得了系统能够实现定向能量传递时阻尼必须满足的条件,并给出了非线性能量阱具有吸振能力时线性振子阻尼有效范围,最后数值分析验证上述研究结果。 展开更多
关键词 非线性能量阱 定向能量传递 立方刚度 阻尼约束 振动抑制
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负刚度非线性能量阱减震控制性能研究 被引量:9
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作者 陈洋洋 陈凯 +1 位作者 谭平 张家铭 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期149-158,共10页
提出设置含负刚度特性的非线性能量阱(NES)来实现结构地震响应控制,针对典型的单层和双层层模型,在附加质量占主质量5%的限定条件下,对采用负刚度NES、立方NES和经典质量调谐阻尼器(TMD)控制方式的装置参数进行数值寻优,对优化的减震控... 提出设置含负刚度特性的非线性能量阱(NES)来实现结构地震响应控制,针对典型的单层和双层层模型,在附加质量占主质量5%的限定条件下,对采用负刚度NES、立方NES和经典质量调谐阻尼器(TMD)控制方式的装置参数进行数值寻优,对优化的减震控制性能进行对比分析。结果表明,负刚度NES减震控制性能全面优于已有的立方NES,对主结构动力特性变化的鲁棒性优于TMD,对地震动峰值变化的鲁棒性与TMD相当。应用数值小波变换对体系的地震响应时程进行功率谱分析,揭示了在地震作用过程中,负刚度NES总体上对主结构产生更为显著、更为持续的瞬时内共振俘获行为,因而其减震效率较高,且由于这种瞬时内共振俘获是在多频域上同时展开的,使其减震控制性能具有强鲁棒性。 展开更多
关键词 非线性能量阱 瞬时内共振俘获 负刚度 地震响应控制 小波变换
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非线性能量阱技术研究综述 被引量:28
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作者 鲁正 王自欣 吕西林 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期1-16,26,共17页
结构振动问题普遍存在于各个工程领域,有效地抑制结构振动对提高零件的加工质量、延长机械的使用寿命以及增加结构的安全性与舒适度至关重要。非线性能量阱(NES)以其轻质,鲁棒性强,减振频带宽等优点,在非线性消能减振方面具有良好的应... 结构振动问题普遍存在于各个工程领域,有效地抑制结构振动对提高零件的加工质量、延长机械的使用寿命以及增加结构的安全性与舒适度至关重要。非线性能量阱(NES)以其轻质,鲁棒性强,减振频带宽等优点,在非线性消能减振方面具有良好的应用前景;介绍了非线性能量阱的基本概念、发展与研究现状,综述了非线性能量阱在土木工程、航空航天领域、机械领域、生命线工程以及能量采集中的应用进展。在此基础上,对非线性能量阱的设计与应用进行了评述,指出其在工程应用中的优势与不足,并针对实际工程可能遇到的问题提出了建议,对非线性能量阱技术的后续研究进行了展望。 展开更多
关键词 非线性能量阱(NES) 非线性阻尼器 刚度非线性 消能减振 结构振动控制 颗粒阻尼
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非线性能量阱对飞轮扰振特性的抑制 被引量:7
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作者 刘海平 王耀兵 史文华 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期490-496,共7页
以星载飞轮稳定运行和姿态调整过程中瞬态输出扰振抑制为目标,利用欧拉屈曲梁并联线性弹簧构建一种非线性能量阱(NES)。利用所建耦合多自由度系统动力学模型,采用龙格-库塔法得到各部分时程响应曲线,并转化为能量形式对比研究在瞬态载... 以星载飞轮稳定运行和姿态调整过程中瞬态输出扰振抑制为目标,利用欧拉屈曲梁并联线性弹簧构建一种非线性能量阱(NES)。利用所建耦合多自由度系统动力学模型,采用龙格-库塔法得到各部分时程响应曲线,并转化为能量形式对比研究在瞬态载荷和稳态激励下,外部输入能量在飞轮-非线性能量阱-支承结构之间的传递特征,进而判断非线性能量阱发生靶能量传递的初始条件。研究表明:只有在中等强度激励能量作用下,才能使非线性能量阱产生高效的靶能量传递;当能量由支承结构和飞轮组成的线性系统传递到非线性能量阱发生靶能量传递时,将产生覆盖较宽频带的显著振动响应;以实测飞轮系统稳态输出扰动作为输入载荷,安装非线性能量阱可有效抑制飞轮输出扰动的影响。 展开更多
关键词 非线性能量阱 欧拉屈曲梁 飞轮 振动抑制
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轨道非线性能量阱阻尼对其减振性能的影响 被引量:17
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作者 王菁菁 浩文明 吕西林 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第24期30-34,50,共6页
非线性能量阱(Nonlinear Energy Sinks,NESs)属于被动结构控制技术,通过产生非线性回复力降低主体结构响应。该论文所研究的轨道非线性能量阱(简称轨道NES)是一种新型的NES,由轨道和附加质量组成。轨道与主体结构固定,质量块沿轨道运动... 非线性能量阱(Nonlinear Energy Sinks,NESs)属于被动结构控制技术,通过产生非线性回复力降低主体结构响应。该论文所研究的轨道非线性能量阱(简称轨道NES)是一种新型的NES,由轨道和附加质量组成。轨道与主体结构固定,质量块沿轨道运动,通过改变轨道形状,可产生所需的非线性回复力。对轨道NES进行了理论分析,推导了轨道NES回复力表达式和附加轨道NES系统的运动方程。对一两自由度主体结构附加轨道NES进行了数值优化,优化后的轨道NES减振性能良好,且对主体结构刚度的变化具备较高的鲁棒性。但同时,研究发现轨道NES减振性能对输入能量大小较敏感。为改善其能量鲁棒性,又对NES阻尼进行了研究,分析其对轨道NES减振性能的影响。结果表明,当结构刚度和初始速度一定时,轨道NES阻尼存在最优值使结构减振效果最佳,即可以通过调整NES阻尼进一步改善其能量鲁棒性。 展开更多
关键词 被动结构控制 非线性能量阱 数值模拟 阻尼 鲁棒性
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非线性能量阱对飞轮振动抑制效果的实验研究 被引量:5
16
作者 刘海平 王耀兵 +2 位作者 孙鹏飞 罗婕 殷新喆 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期562-568,共7页
利用薄片金属梁作为非线性刚度元件,构建一种非线性能量阱。为了验证非线性能量阱对飞轮振动特性的抑制效果,搭建地面飞轮测试系统。分别采用力锤敲击和飞轮以恒定转速运行的方法施加不同载荷,对安装非线性能量阱前后测试系统各典型位... 利用薄片金属梁作为非线性刚度元件,构建一种非线性能量阱。为了验证非线性能量阱对飞轮振动特性的抑制效果,搭建地面飞轮测试系统。分别采用力锤敲击和飞轮以恒定转速运行的方法施加不同载荷,对安装非线性能量阱前后测试系统各典型位置的振动响应进行对比研究。利用实测数据,采用傅里叶变换方法将动态响应信息分别在时间域和频率域内展开。研究表明:力锤敲击产生的冲击载荷和飞轮以恒定转速运行产生的稳态载荷均可以激发非线性能量阱定向能量传输;受非线性能量阱的影响,柔性支架设备安装面和飞轮安装面振动响应得到有效抑制。但是,由于非线性能量阱阻尼和吸振子质量较小,不同程度削弱了其振动抑制效果。 展开更多
关键词 非线性能量阱 薄片金属梁 飞轮 振动抑制 实验研究
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柔性铰链型非线性能量阱设计与系统局部分岔特性分析 被引量:5
17
作者 李爽 楼京俊 +2 位作者 柴凯 刘树勇 杨理华 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第24期156-163,共8页
提出了一种预压式柔性铰链结构与螺旋弹簧并联的新型非线性能量阱结构设计方法。分析了单根柔性铰链静力学特性,并对所设计结构的整体力学特性进行了仿真分析;建立了周期激励下单自由度线性主系统耦合柔性铰链型非线性能量阱结构的系统... 提出了一种预压式柔性铰链结构与螺旋弹簧并联的新型非线性能量阱结构设计方法。分析了单根柔性铰链静力学特性,并对所设计结构的整体力学特性进行了仿真分析;建立了周期激励下单自由度线性主系统耦合柔性铰链型非线性能量阱结构的系统动力学模型,并通过复变量平均法推导了耦合系统慢变流方程,得到了系统鞍结分岔以及Hopf分岔边界条件,进一步研究了系统参数对耦合系统动力学特性的影响规律;通过数值计算探索了初始条件对多解共存区域内耦合系统响应的影响。研究结果表明:在临界预压条件下,所设计的非线性能量阱结构既能提供本质非线性立方刚度特性,又能满足一定承载要求;在特定参数区域内,耦合系统可能出现一个周期解或三个周期解的情形,同时系统参数还会影响周期解的稳定性;特别地,在某些激励频率失调参数下系统存在多解共存的情况,不同初始条件下会呈现出周期响应、弱调制响应以及强调制响应三种响应形式。 展开更多
关键词 柔性铰链 非线性能量阱 立方刚度 局部分岔 强调制响应
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带控制截面机翼结构基于非线性能量阱的颤振抑制 被引量:11
18
作者 陈恒 王扬渝 金江明 《动力学与控制学报》 2017年第5期459-466,共8页
二元刚性机翼结构简化为三自由度结构,在浮沉位移和俯仰位移方向的非线性刚度简化为立方非线性,对于控制截面存在间隙采用双线性刚度代替.基于靶能量转移的原理在机翼结构耦合非线性能量阱,实现对机翼颤振的抑制.考虑准定常气流,建立机... 二元刚性机翼结构简化为三自由度结构,在浮沉位移和俯仰位移方向的非线性刚度简化为立方非线性,对于控制截面存在间隙采用双线性刚度代替.基于靶能量转移的原理在机翼结构耦合非线性能量阱,实现对机翼颤振的抑制.考虑准定常气流,建立机翼减振前后的运动方程,通过数值模拟构造减振前后峰值-峰值图,初步反应其整体的减振效果.通过弧长数值连续法和结合Floquet算子构造减振前后的分岔图,并研究其稳定性.通过分岔图结合数值模拟的峰值图,讨论在不同风速下的减振效果,结果表明机翼结构颤振可以部分甚至全部抑制. 展开更多
关键词 气动弹性系统 非线性能量阱 峰值-峰值图 数值连续法 分岔图
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激励力幅值对非线性能量阱系统全局分岔特性的影响研究 被引量:4
19
作者 李爽 楼京俊 +1 位作者 柴凯 刘树勇 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2021年第4期479-488,共10页
本文在质量比为小参数条件下,研究了简谐激励力幅值变化对非线性能量阱系统全局分岔特性的影响。首先,建立了简谐激励力作用下单自由度非线性能量阱吸振系统动力学模型,并运用复变量平均法推导了系统1:1:1主共振响应的慢变方程;然后通... 本文在质量比为小参数条件下,研究了简谐激励力幅值变化对非线性能量阱系统全局分岔特性的影响。首先,建立了简谐激励力作用下单自由度非线性能量阱吸振系统动力学模型,并运用复变量平均法推导了系统1:1:1主共振响应的慢变方程;然后通过多尺度法分别在慢变与快变两个时间尺度上研究了对系统慢不变流形以及全局分岔特性;最后,结合相轨迹法仿真了系统平衡点个数和吸引子类型随激励力幅值的演变过程。研究结果表明:非线性能量阱阻尼比小于1/√3时,系统才会存在跳跃现象;随着激励力幅值的增加,系统可能出现周期吸引子与折奇点两类平衡点共存、亚临界分岔、Hopf分岔等复杂的非线性动力学行为,系统相轨迹也会发生明显的改变。 展开更多
关键词 非线性能量阱 慢不变流形 全局分岔 周期吸引子 折奇点 激励力幅值
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分段线性刚度非线性能量阱的参数优化方法 被引量:8
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作者 姚红良 张钦 +1 位作者 杨沛然 闻邦椿 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期1732-1738,共7页
基于作者先前提出的具有分段线性刚度的非线性能量阱(nonlinear energy sink,NES)模型,利用遗传算法研究了该NES的参数优化问题.首先,介绍了分段线性刚度NES的结构,并分析了其非线性特性;其次,提出通过对立方曲线端点连线拟合的方法以... 基于作者先前提出的具有分段线性刚度的非线性能量阱(nonlinear energy sink,NES)模型,利用遗传算法研究了该NES的参数优化问题.首先,介绍了分段线性刚度NES的结构,并分析了其非线性特性;其次,提出通过对立方曲线端点连线拟合的方法以缩减设计空间,并采用二进制与实数混合编码方式设计了NESs的参数优化方法;最后,以框剪结构-NESs系统为例,研究了NESs在多自由度系统中的优化问题,并通过试验进行了验证.结果表明,采用所提出的优化方法所设计的NESs,能在较宽的激励频率下有效减小振动系统的振幅,可以获得较好的多模态振动抑制效果. 展开更多
关键词 分段线性刚度 非线性能量阱(NES) 参数优化 遗传算法 端点连线拟合
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