动力吸振器应用于车辆悬架系统的NVH控制

为了降低汽车室内噪声,提高乘坐舒适性,进行了利用动力吸振器降低车内噪声的方法研究。针对某款SUV车型在开发过程中后排噪声超出乘客接受范围的问题,经噪声测试、主观评价并结合工作振型(operational deflection shape,简称ODS)分析,确定副车架在200~300 Hz频段下与车身产生了较大共振耦合。提出在副车架上增加有阻尼动力吸振器的方案,建立吸振器数学模型,通过测试吸振器固有频率以选用合适的吸振器。同时,对副车架进行振动传递函数(vibration transfer function,简称VTF)测试,以确定吸振器的安装位置,并通过试验验证了该方案的有效性。研究结果表明,副车架在增加吸振器优化后,能够将后排212 Hz的峰值噪声降低4 dB,在232 Hz降低6 dB,同时在200~250 Hz频带内平均降低了3 dB,能够起到良好的降噪效果。该方案为汽车振动噪声控制提供了一种工程化解决思路。

磁流变动力系统变刚度变阻尼扭转吸振研究

磁流变变刚度变阻尼扭转动力吸振器(MR-VSDTVB)为实现动力传动系统扭转振动的有效半主动控制提供了思路.为此,建立了可变刚度和阻尼的汽车动力系统扭转振动动力学模型,加速工况下研究磁流变吸振器不同刚度和阻尼对系统输出响应的影响规律;进而,基于AMEsim和MATLAB/Simulink联合仿真,分析动力系统在加速工况下半主动控制对系统扭转振动的抑制效果,验证磁流变变刚度变阻尼扭转动力吸振器对动力传动系统扭转振动抑制的有效性.

具有非线性刚度动力吸振器的隔振系统半主动控制

研究带有非线性刚度吸振器的隔振系统振动稳态响应的半主动控制。动力吸振器和隔振系统(主系统)的刚度均为Duffing类型的非线性刚度。对吸振器的阻尼采用了两种半主动控制策略以减少主系统的振动,并讨论了吸振器刚度的非线性程度,吸振器质量与主系统质量之比及主系统刚度的非线性程度对主系统稳态响应的影响。数值分析结果表明,采用适当的系统参数和控制策略可以有效地改善主系统的稳态响应。

带有动力吸振器的浮筏隔振系统的功率流传递特性分析

在传统浮筏隔振系统的弹性筏架上附加动力吸振器以提高系统的隔振性能.以功率流为指标,从理论上分析了方法的有效性.利用结构导纳综合法建立了有、无动力吸振器的弹性浮筏隔振系统模型;通过考察功率流传递特性,从能量的观点分析比较了相应复杂耦合隔振系统的隔振性能;通过算例探讨了吸振器的类型、安装位置和结构参数等因素对浮筏隔振系统隔振性能的影响.

基于功率流方法的连续参数系统动力吸振器的优化设计

针对附加动力吸振器的连续参数系统,采用两端固支梁模拟连续参数主振系,利用结构导纳理论,引入振动系统的结构导纳修正矩阵和等价结构导纳矩阵,简化了系统的动态特性分析过程。在此基础上,推导系统各环节功率流的矩阵表达式。提出了以注入主阵系的净功率流为控制目标的动力吸阵器优化设计策略,并通过计算数值仿真验证了该方法的有效性。最后,探讨了振源位置对连续参数系统功率流传递特性、吸振器优化参数及其控制效果的影响。

基于齿轮连杆的新型动力吸振式轮边电驱动系统研究与设计

针对分布式电动汽车中簧下质量增大,车辆平顺性和车轮接地性恶化的问题,设计了一种新型齿轮连杆式轮边动力吸振器。评估其在多连杆悬架中空间布置的可行性;考虑路面不平度与电机驱动时作用在其壳体上的反力矩,建立系统的动力学模型并推导其振动力学微分方程,利用MATLAB/Simulink建立三自由度振动模型,在新欧洲行驶循环(New European Driving Cycle,NEDC)工况下得到时域内的系统响应;结合计算结果分析动力吸振器弹簧刚度阻尼对车身加速度、车轮动载荷和电机振动的影响作用,并进行动力吸振器弹簧刚度和阻尼的优化设计;最后将该系统与传统汽车和一般轮毂电机驱动系统对比,分析其改善车辆平顺性和接地性的效果。结果表明,该新型齿轮连杆式轮边动力吸振器可以合理布置在多连杆悬架中,并可显著改善分布式驱动汽车车辆平顺性和车轮接地性。

基于实车传动系统动力学特性的变刚度扭转吸振器减振控制

频率自适应变刚度扭转吸振器的半主动控制研究是实现动力传动系统扭转减振的关键。针对某履带车辆动力传动系统,建立含变刚度扭转减振器的系统动力学模型,基于系统模型提出瞬态查表和稳态寻优结合的控制策略,有效地消除系统外部激励主导频率识别偏差,使变刚度扭转吸振器能够快速跟随外部激励主频,实现扭转吸振器的半主动控制。仿真和试验的研究结果表明,所提综合控制方案能有效提升减振性能10%。

附加单个动力吸振器的扬矿子系统纵向振动仿真分析研究

针对深海采矿系统中扬矿管的纵向振动问题,采用了附加单个动力吸振器(简称DVA)的方法来抑制其纵向振幅和轴向应力。建立了附加DVA扬矿子系统的数学模型,并运用了Galerkin方法求解,应用了Matlab编制模拟分析程序,仿真计算了泵和中间舱分别附加DVA三种工况下的扬矿子系统纵向振幅和轴向应力,结果表明:在我国深海采矿区域最常见的海况,即海浪周期T为5 s时,附加DVA能有效地实现扬矿管的纵向振动抑制,尤其是中间舱附加DVA的纵向振幅减少幅度高达38%,轴向应力减少了26.2%,为深海多金属结核采矿作业提供一种新的安全措施和手段。

线性多自由度系统中动力吸振器优化参数的数值拟合

本文将P．J.Den．Hartog提出的“定点等值法”推广运用于有限长多自由度系统中的动力吸振器设计，利用小步长搜索法确定了动力吸振器的优化结构参数。同时，为工程应用方便起见，对动力吸振器的一些最优参数进行了曲线拟合，并给出了相应的经验公式。

主轴-刀柄-刀具系统动力吸振现象试验研究

系统研究了刀具悬长对主轴系统动态特性影响规律。利用实验测量刀具不同悬长下的刀尖点频响函数,发现随着刀具悬长的增大,系统主模态频率减小,幅值增大,系统刚度逐渐降低,但增大到一定程度导致动力吸振现象发生时模态幅值反而减小,系统稳定性提高。

阻尼动力吸振器的吸振机理及其试验验证

采用矩阵复指数算法推导正弦激励力作用下二自由度系统主质量位移振幅的解析解,对所有幅频特性曲线都交于2个固定点进行了严格证明,并通过MATLAB数值仿真和悬臂梁振动试验进行解析解的验证。结果表明:当阻尼比等于零时,主系统幅频特性曲线有2个开口向上峰,当阻尼比趋近于无穷大时,主系统幅频特性曲线只有1个开口向上峰;2个固定点均具有极大值但非最大值;数值仿真与悬臂梁的振动试验结果非常接近,相对误差为-3.864%~5.729%,验证了所推导的一系列解析解的正确性。

含负刚度动力吸振的混合隔振系统振动冲击响应特性分析

[目的]针对舰船大型机械设备振动冲击隔离对高传递损失减振抗冲元器件的需求,[方法]基于负刚度动力吸振机理,构建一种含负刚度(NS)元件的动力吸振器(DVA)混合隔振系统。建立刚性基础上的无量纲动力学模型,在激励力作用下,运用不动点法获得隔振系统最优传递时的最优刚度比和阻尼比。基于龙格—库塔(Runge-Kutta)方法研究不同冲击脉宽下具有最优参数的隔振系统在基础激励下的冲击响应,并与传统动力吸振器的冲击响应进行比较分析。[结果]结果表明:在一定参数下,该混合隔振系统具有无谐振峰的传递特性;在不同脉宽下,其冲击加速度响应和相对位移均比传统动力吸振器的要小。[结论]所提含负刚度动力吸振的混合隔振系统可为大载荷、高传递损失的减振抗冲器设计提供一种新思路。

桨-轴-船艉耦合系统分布式动力吸振器多频优化

桨-轴-船艉耦合系统低频振动是舰船振动与声辐射主要来源之一,采用分布式动力吸振器对桨-轴-船艉耦合系统进行低频振动控制。首先采用有限元法计算桨-轴-船艉系统耦合振动特性,根据模态振型确定分布式动力吸振器的数量和位置。以艉部船体表面均方振速为控制目标,采用频响综合法计算吸振器作用下的系统耦合振动响应,提出基于遗传算法的分布式动力吸振器多频优化方法,控制螺旋桨垂向激励由艉轴承向船体的传递。结果表明,经优化的分布式动力吸振器可有效抑制螺旋桨垂向激励向船体的传递,进而降低艉部船体表面法向振动。此外,提出的分布式动力吸振器多频优化方法可解决单频优化参数应用于多频优化时效果变差的问题,同时频响综合法的引入可减少应用于复杂系统的吸振器参数优化时间。

两尺度Duffing系统的动力吸振器减振研究

两尺度耦合的Duffing系统存在复杂振动,此类振动具有振幅大、频率高的特点,对系统的危害不容忽视.研究了线性动力吸振器对低频参数激励下Duffing系统的振动控制问题,通过对比耦合动力吸振器前后系统的时间历程图、相图,发现加入动力吸振器后系统会由单一振动模式转变为混合振动模式(簇发振动),振动幅值明显减小,尤其对高频振动部分抑制明显.利用快慢分析法,当参数激励为慢变过程时得到相应的自治系统,并发现自治系统稳定性与分岔行为对非自治系统振动响应具有明显调节作用.研究结果表明,虽然耦合动力吸振器前后自治系统均发生叉形分岔,但是加入吸振器后自治系统稳定性发生变化,稳定中心变为渐进稳定的焦点,稳定平衡线对非自治系统轨线的吸引力增强,使得响应振动幅值减小;另外轨线在不同吸引子之间的跳跃次数减少,也是导致响应振动幅值减小的另一个原因.通过对参数激励的相关参数减振效果分析,发现加入的动力吸振器在较大的振动幅值和频率范围内都能起到抑制系统振动的作用.为两尺度系统耦合线性动力吸振器减振研究提供了理论依据.

线性多自由度系统中动力吸振器的优化研究

本文讨论了安装在周期性有限长多自由度系统上动力吸振器的优化问题。动力吸振器安装在系统自由端的惯性元件上，根据传递矩阵法推导了系统中力传递率的理论公式，并在数值求解的基础上，讨论了动力吸振器各结构参数对多自由度系统隔振性能的影响。最后利用小步长搜索法确定了动力吸振器的最优结构参数。

基于导纳测试的复杂系统动力吸振器设计

动力吸振器设计理论一般将原系统等效为单自由度系统,但实际情况下原系统大多是一个复杂的系统,如果按照单自由度简化,将产生误差。推导了附加动力吸振器后复杂振动系统振动响应的计算式,该式表明了在安装连接面上附加动力吸振器后的主振动系统的振动速度响应与未附加动力吸振器主振动系统振动响应之间的内在关系。基于复杂振动系统动力吸振器振动响应计算式和导纳检测,提出了复杂系统动力吸振器的设计方法,并绘制了设计步骤流程图。采用复杂系统动力吸振器的设计方法,应用在一个原振动系统为2自由度振动系统、动力吸振器为单自由度系统的设计实例。本文研究结果对于工程上原系统为复杂系统难以建模或无法建模的动力吸振器设计具有参考意义。

二重动力吸振的车床镗削系统减振装置的设计

针对内蒙古某特大型机加企业结构件中大长径比镗杆的刚性差,达不到图纸加工精度要求,设计了二重动力吸振镗削系统,建立了二重动力吸振的动力学模型,基于优化准则分析了吸振器质量比对最优频率比和最佳阻尼比以及对减振性能的影响。进行了普通数控车床改造,设计了二重动力吸振的镗削减振结构,通过最优减振参数的确定,设计加工出镗削减振装置。通过ADAMS仿真实验验证其减振效果,结果表明,安装有二重动力吸振器减振装置的减振效果明显,是未安装吸振器的4倍以上。切削实验表明镗削吸振装置能显著提高零件加工表面质量。

动力吸振器在三自由度系统中的应用及参数影响规律分析

对三自由度主系统动力吸振器进行理论研究。根据三自由度系统简化模型,利用微分方程的叠加原理,推导三自由度主系统受简谐激励时传到基础上的力与激励力的力传递率解析表达式,得到耦合动力吸振器后系统力传递率解析表达式;根据所推导公式,分析动力吸振器质量比、固有频率比和阻尼比对力传递率的影响,得到吸振器各结构参数的影响规律,解决了三自由度主系统动力吸振器的参数选取问题,为多自由度主系统动力吸振器的研究提供了参考。

扭转吸振器特性对动力传动系统扭振影响

扭转振动是动力传动系振动的一种主要形式,影响着车辆的NVH性能。传动轴、后桥的扭振是导致车辆共振的重要因素之一。传动轴增加扭转吸振器(TVD)可以改善动力传动系统的扭转振动,有利于提升车辆的NVH性能。橡胶阻尼式扭转减振器广泛应用于发动机和传动系统的减振,常见的发动机减振带轮就是橡胶阻尼式扭转减振器,它由轮毂、橡胶和外环组成,主要是衰减发动机轮系的扭转振幅。

动力装备和建筑楼盖的动力吸振研究

为减弱动力装备和建筑楼盖的有害振动,对其被动、主动型动力吸振进行系统研究。引入粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法,对主系统无阻尼和有阻尼被动型动力吸振的参数、采用线性二次型调节器(linear quadratic regulator,LQR)主动控制中的权矩阵、PID(proportional-integral-derivative,比例-积分-微分)主动控制中的参数kp、ki、kd进行优化设计;在建筑楼盖的振动控制中,基于引入的被动调谐质量阻尼器(passive tuned mass damper,PTMD),在ANSYS有限元环境中,设计了一种采用主动调谐质量阻尼器(active tuned mass damper,ATMD)进行振动控制的方法,结果验证了所提策略的可行性和有效性,为工程结构振动控制的计算和效果预判提供了依据。研究进一步发展了动力装备和建筑楼盖的先进动力吸振技术。