非线性碟簧动力吸振器的宽带数值优化设计及其应用

提出了非线性碟簧动力吸振器的宽带数值优化设计，推广了前人在非线性动力吸振顺领域的研究，首先提出了计算耦合非线性动力吸振器的主系统的稳态响应的平均法，然后采用数值优化法详细的研究了非线性动力吸振器的宽带优化设计，系统讨论了质量比、主系统阴尼比、吸振器阴尼比、系统频率比、激励频率比、位移比、吸振器刚度非线性系数和吸振器阻尼非线性系数与抑带宽的关系，最后考虑了非线性动力吸振器的应用实例。

船体艉部减振的非线性碟簧动力吸振器的宽带优化设计

采用有限元法、改善的动力缩减法和数值积分法研究了减小船体艉部振动的非线性碟簧动力吸振器的宽带数值优化设计 ,通过结合具体的应用实例系统讨论了非线性碟簧动力吸振器的线性刚度、粘性阻尼、Coulomb阻尼、刚度非线性和弹簧组合系数与抑振带宽的关系 。

船用非线性碟簧动力吸振器的参数研究

采用有限元法、改善的动力缩减法和数值积分法 ,讨论了耦合非线性碟簧动力吸振器的船体结构动力响应的计算 ,并通过数值优化法参数 ,研究了非线性碟簧动力吸振器的线性刚度、粘性阻尼、Coulomb阻尼、刚度非线性和弹簧组合系数与抑振带宽的关系 ,得到了若干有意义的结论 ,可作为船用非线性碟簧动力吸振器宽带优化设计的指导原则。

三磁铁磁性动力吸振器的宽频减振研究

提出一种可实现宽频减振的新型三磁铁磁性动力吸振器(TMDVA),该吸振器仅由三块圆柱形永磁铁和一个减振管组成。分析了该吸振器的非线性磁力特征,阐述了磁铁间距对磁力刚度的影响规律。以理想悬臂梁为减振对象建立了磁性吸振器-悬臂梁减振系统动力学模型,从瞬态动力学和能量角度揭示了吸振器对共振频率不同梁的宽频减振机制。研究表明,该吸振器可以有效实现宽频减振,调节磁铁间距可以优化吸振器的宽频减振效果。对于共振频率不同的梁,吸振器最优减振效果对应的磁铁间距与梁共振频率近似呈现线性关系,这为该吸振器的设计优化提供了便利。

新型欧拉屈曲梁非线性动力吸振器的实现及抑振特性研究

将欧拉屈曲梁和线性弹簧并联使用,构建非线性动力吸振器。建立了安装欧拉屈曲梁非线性动力吸振器的系统动力学模型。利用谐波平衡法推导了主从振系的频响方程组。利用四阶龙格-库塔法对比计算了在瞬态激励和多频稳态激励条件下,未安装吸振器、安装线性和非线性吸振器时主振系在时间域和频率域的响应特性。在此基础上,开展欧拉屈曲梁的初始挠度、初始倾角和阻尼系数对其振动抑制性能的影响分析。结果表明:所提欧拉屈曲梁设计参数成功构建了非线性动力吸振器;与安装线性吸振器前后的主振系响应相比,对主振系的抑振效果明显;欧拉屈曲梁初始挠度和阻尼系数存在最优值;初始倾角增大可增强非线性动力吸振器的振动抑制能力。

时滞非线性动力吸振器的减振机理

对一个带有时滞非线性动力吸振器的两自由度结构,采用多尺度法研究了时滞非线性动力吸振器对主系统的减振性能,得到了主系统的振幅-时滞响应曲线.研究结果表明,对时滞非线性动力吸振器,可以通过调节反馈增益系数和时滞控制主系统的振动.研究还发现,对确定的反馈增益系数,可以存在时滞的一些调节区域,时滞非线性动力吸振器可以减小主系统的振动.并且在时滞的这些可调区域里,存在一个"最大减振点"对应这一反馈增益系数下主系统振幅的最小值.对不同的反馈增益系数,"最大减振点"对应的主系统的振幅也不同.因此能够找到一组反馈增益系数和时滞量的最佳值,最大程度地减小主系统的振动.研究结果表明,当反馈增益系数和时滞量调到最佳值时,主系统的振动较无时滞非线性动力吸振器可以减少90%左右,数值模拟也证实了解析结果的正确性.

转子—电磁动力吸振器系统的非线性控制

用电磁动力吸振器可实现对转子振动的在线控制。但是,当系统受到外部激励时,系统可能处于大幅度运动状态,致使转子与吸振器相接触而失控,因而对这类系统采用非线性控制便显得十分必要。在对转子—电磁动力吸振器实行线性控制的基础上,采用非线性补偿控制。数字仿真结果表明,非线性补偿控制可使转子—电磁动力吸振器达到更好的控制效果。

动力吸振器复合非线性能量阱对线性镗杆系统的振动控制

研究了线性动力吸振器复合非线性能量阱对线性镗杆在外部简谐激励下的振动控制.忽略镗杆系统中的非线性因素,建立了附加线性动力吸振器和非线性能量阱的镗杆系统的三自由度运动方程,研究了附加复合式动力吸振器的镗杆系统的受迫振动.通过平均法得到了附加复合式动力吸振器的镗杆系统的近似解析解,并利用数值解验证了近似解析解的准确性,两者具有很好的一致性.利用近似解析解详细分析了线性动力吸振器和非线性能量阱的参数对镗杆振动抑制性能的影响.对给定质量的复合式动力吸振器进行了参数优化,其中线性动力吸振器参数采用H;优化方法的近似解析解进行了优化,非线性能量阱的阻尼利用系统的近似解析解进行了优化.分析结果表明,线性动力吸振器与非线性能量阱组合可以有效抑制线性镗杆系统的振动,而且采用参数优化后的复合式动力吸振器可以获得更好的减振效果.通过附加非线性能量阱,不但可以提高线性动力吸振器的振动抑制效果,而且还可以提高振动控制系统的鲁棒性.

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。

基于双稳态发电的非线性吸振器的动力学特性及参数影响研究

基于双稳态发电建立了在简谐激励下的非线性吸振器的动力学模型。从数值仿真的角度研究了在简谐激励下基于双稳态发电的非线性吸振器的动力学特性,分析了激励频率和激励幅值对吸振器发生大幅混沌运动的影响规律。研究了调谐频率比f、质量比μ、非线性强度β和吸振器的阻尼系数γ1对非线性吸振器和主系统动力学特性的影响,得到了主系统发生共振和非共振情况下非线性吸振器的最优参数配置,为非线性吸振器的优化设计提供理论基础。

改进的本质非线性吸振器宽频吸振参数域研究

考虑到工程的实际应用,对本质非线性吸振器进行了改进,建立了带有弱线性刚度项的强非线性吸振器的振动系统的动力学模型。利用谐波平衡法推导了主系统的频响方程组,分析线性刚度对宽频吸振效果的影响,发现吸振器中带有一定的弱线性刚度反而能提高宽频减振的性能。计算了激励力与吸振器非线性刚度函数的上、下限值以及宽频吸振的参数域,对此类吸振器的工程应用具有较好的指导意义。对比分析了多频激励下不同吸振器的减振效果:在合适的参数域中,改进后的本质非线性吸振器表现出很好的宽频减振性能。

在非线性主系统上应用非线性动力吸振器

为了克服在线性主系统上应用非线性动力吸振器时的某些缺点,作者在主系统的弹簧上增加了非线性性质,从而得到了一个主、副系统都具有非线性弹簧的二自由度系统模型。我们绘制了主系统的幅频响应曲线。该曲线充分说明了在非线性主系统上应用非线性动力吸振器的优点。文中所提供的计算方法是此类吸振器的设计者的有力工具。文中提供的有关吸振器诸参数变化时幅频响应曲线如何变化的规律,对设计者是很有指导意义的。

非线性吸振器刚度调整策略研究

具有自适应能力的线性吸振器,由于其自然频率能跟踪外激励频率的变化而受到广泛研究,但所设计出的吸振器通常具有非线性刚度,为了简化分析,往往对非线性系统进行线化,这并不完全符合非线性吸振器的特征.文中对附加Duffing类非线性吸振器的振动系统进行了建模和分析,根据谐波平衡法找出了主系统基频的反共振点,得到了非线性吸振器刚度调整的策略.通过仿真分析了多种因素对基于该刚度调整策略下的主系统减振效果的影响.结果表明:吸振器的吸振效果受到了非线性的影响,但是通过合理的刚度调整策略,仍然可以使主系统在较宽的频域内保持良好的减振效果.

一种非线性吸振器的振动特性及参数影响研究

将双稳态非线性电磁式振动能量捕获器作为吸振器以吸收有害振动并转化为可利用电能。建立了含双稳态非线性电磁式振动能量捕获器的主系统的力学模型和控制方程,分析了高斯白噪声强度对双稳态吸振器大幅运动的影响。获得了白噪声激励下质量比和调谐频率比对主系统减振和双稳态吸振器发电的影响规律,通过参数的逐步优化,获得了质量比和调谐频率比最佳参数配置区间,在保障主系统减振的前提下使双稳态吸振器的能量捕获功率得到提高。

带非线性动力吸振器的梁的强迫振动分析

研究利用非线性吸振器抑制梁的受迫共振情况，利用单模态近似把梁一吸振器系统简化为二自由度系统处理，利用法求出系统运动方程的一次近似解．

非线性动力吸振系统动力学分析和优化

通过圆形钳制薄板的大变形提供非线性动力吸振器的立方非线性刚度,建立圆形薄板与悬臂梁相耦合的非线性动力吸振系统数学模型。结合谐波平衡法与数值计算方法,探讨非线性动力吸振器的动力学特性。与等价线性吸振器相比较,发现非线性是高阶共振峰离开吸振频率往高频移动的诱因,因此非线性动力吸振器在相对较小的质量下具有相对较宽的吸振频带。与此同时,通过对结构响应和吸振性能的灵敏度分析,找出并优化系统的敏感参数。

非线性阻尼吸振器应用于主系统受迫振动的一阶近似解

研究利用非线性阻尼吸振器应用于主系统受迫振动的情形 ,运用伽辽金法求出系统运动和微分方程的近似解。

不同类型欧拉屈曲梁非线性吸振器动态特性的影响研究

从工程实际出发,利用欧拉屈曲梁作为弹簧元件,考虑线性支撑弹簧和阻尼安装方式的变化,建立三种不同类型的非线性吸振器模型。利用所建模型,采用复变量-平均法,求解不同类型非线性吸振器模型的解析解。对比主振系幅频响应曲线,发现线性弹性支撑未接地时抑振效果最好。对部分欧拉屈曲梁非线性吸振器的主要设计参数,即初始挠度q0,长度L和斜置倾角θ展开讨论,计算结果表明:将主振系谐振峰值最小作为评价指标,在分析频率范围内,上述三个设计参数均存在最优值。

动力吸振器中库仑阻尼对吸振性能的影响

研究了动力吸振器中库仑阻尼(干摩擦)对吸振性能的影响。给出了库仑摩擦模型,在考虑了吸振器中的库仑阻尼的情况下,分析了库仑阻尼引起的主振动系统与附加质量块的2种相对运动状态(滑移和粘滞)以及它们存在和转换的条件,讨论了因库仑阻尼引起的吸振器自由度冻结现象;用Simulink仿真工具对非线性吸振器进行了数值仿真,研究了谐波和白噪声激励下库仑阻尼对吸振器吸振性能的影响以及库仑阻尼与线性阻尼的等效问题。结果显示:弱激励条件下,非线性吸振器减弱吸振效果,强激励条件下增强吸振效果。

滞迟动力吸振器简谐激励响应的迭代计算方法研究

研究了两自由度含有滞迟干摩擦环节动力吸振器的简谐激励响应计算问题 ,提出了双线性滞迟阻尼力 Fourier级数展开技巧与一次谐波平衡法相结合的处理方法 ,并推导了相应的选代方程 ,给出了利用最优化理论中梯度算法迭代求解非线性频响方程组的过程。混过一个数例的分析 ,初步考察了滞迟干擦动力吸振的基本性能。