中间支撑梁式动力吸振器的设计与实验研究

通过在中间支撑梁端部布置质量块设计多自由度动力吸振器,首先分析所设计的动力吸振器的理论模型。然后通过优化算法推导得到多自由度动力吸振器的最优频率比、最优阻尼比。最后以单自由度、2自由度和四自由度动力吸振器为例,通过实验验证所设计的多自由度动力吸振器。理论分析与实验结果表明:对于相同质量的吸振器,四自由度动力吸振器的振动控制效果明显优于单自由度及2自由度动力吸振器,并且其可控制频带更宽。

梁式动力吸振器用于抑制薄板振动的研究

提出了一种适合于弹性结构宽频带吸振的均直梁式动力吸振器,研究了梁板耦合结构的功率流特性。在此基础上,提出了以控制频率范围内输入主振系的净功率流最大值为控制目标的梁式动力吸振器的优化设计方法,并通过数值仿真验证了该方法的有效性。最后,分析了梁的损耗因子对系统功率流特性的影响。研究表明：梁式动力吸振器不但结构简单,质量比小,安装方便,而且吸振频带宽,吸振效果好。

变阻尼层复合梁式动力吸振器性能研究

为了有效降低弹性结构的振动响应,提出了新型变阻尼层复合梁式动力吸振器结构形式。以典型弹性薄板为控制对象,基于导纳功率流方法建立了多个复合梁在多个点与板耦合的振动模型,进行了吸振的理论及实验研究。通过对单个复合梁吸振效果的仿真分析,验证了变截面复合梁式动力吸振器具有吸振频带宽、吸振效果好的优点,并形成了一种确定复合梁参数的方法。进而对多个复合梁组合吸振效果进行了研究,理论与实验结果一致表明:在同一点安装多个不同吸振频率的复合梁进行组合吸振,可以拓展吸振器的吸振频带;在相近的多个位置分别安装复合梁进行组合吸振,其吸振效果可近似等效为各单个吸振器吸振效果的线性叠加;多个复合梁对弹性薄板进行组合吸振,效果明显。从而说明了新型变阻尼复合梁式动力吸振器用于弹性结构的有效性和可行性,也表明了变阻尼复合梁式动力吸振器具有可扩展性强的特点。

连续悬臂梁动力吸振器的模型研究

针对吸振器动力参数固定不可变或仅能产生离散变化的局限性问题,在连续悬臂梁的基础上通过增加滑动质量块的方式,设计了一种新型的参数可连续变化的悬臂梁吸振装置,并对其进行了共振频率、效果试验分析。为提高主体振动控制的效果又对参数进行了优化分析。结果表明,该装置对受固定频率简谐激励的主体结构进行动力吸振可行有效,动力参数连续可调。

悬臂梁动力吸振器的理论分析与试验

针对经典质量-弹簧系统吸振器动力参数固定不可变的局限性,设计一种由连续梁及质量块组成的新型悬臂梁式动力吸振器,建立吸振系统理论模型,确定质量块在悬臂梁不同位置时的吸振频率,并且基于ADAMS动力学仿真软件得到系统的频率响应特性,分析吸振器的吸振性能,最后实验验证悬臂梁式吸振器良好的吸振效果。结果表明,悬臂梁式吸振器动力吸振可行有效,吸振参数连续可调。

悬臂式动力吸振器设计方法

众多学者对端部具有集中质量的悬臂结构提出过设计方法,但对于悬臂式动力吸振器而言,质量块并不满足质点假设。为了提出具有更高精度的设计方法,首先根据悬臂式吸振器的结构特点,提出Euler-Bernoulli梁假设、刚体假设、动/静挠度近似一致三条假设。在此基础上,使用能量法推导悬臂式动力吸振器的设计方法。该方法考虑了质量块结构参数,简洁明了,便于工程应用。针对常见的圆形和矩形截面悬臂式吸振器,设计五组参数进行充分验证。结果表明,对于质量块和悬臂梁不同的长度、不同的截面,所提设计方法均有很高的精度,最大误差小于3%。对于其他横截面形状的吸振器,差别仅在于截面惯性矩的计算方法不同。因此,所提设计方法具有简明、精度高,通用性好的特点,为悬臂式吸振器设计方法的实用化提供了一条新的途径。

有阻尼吸振器参数优化与应用

针对某一特定频率下的振动问题,优化有阻尼吸振器参数来对其进行吸振。先对悬臂梁进行模态分析,得到对振动贡献最大的频率并确定吸振器的安装位置;然后,应用单自由度质量感应法得到动力吸振器在主振动系统上安装位置点的等价质量和等价刚度,并由其组成一个等效的单自由度系统;建立吸振器的数学模型,并基于理论推导出具有单自由度的动力吸振器的解析解,得到吸振器的3个参数;以悬臂梁为例,应用Abaqus软件仿真附加吸振器前后测试点的振动响应。仿真结果显示,安装动力吸振器后,测试点的振动得到显著降低,证实了吸振器的有效性。

基于弹性基础的多级并联调谐质量阻尼器设计

基于结构弹性基础假设,建立多级并联调谐质量阻尼器数学模型,获取弹性基础阻抗特性,推导主系统振幅无量纲表达式。研究发现地基弹性振动对主系统的影响不可忽略,结合多级并联调谐质量阻尼器对振动衰减的优势,提出对考虑弹性地基的多级并联系统进行优化设计的必要性。分析梁的连接位置距端部长度u对主系统影响规律:u值越小,梁的弹性振动对主系统的影响程度就越小;当u≤1 m,梁第1阶固有频率与主系统第1阶固有频率不发生耦合振动,中间位置(u=2 m时)影响最大。并对此情况下2级并联和4级并联系统参数进行优化设计,优化结果表明:不考虑弹性地基的多级并联系统优化结果对于弹性地基下多级并联系统不再适用,考虑梁的弹性结合数值优化法对多级并联系统进行优化能很好削弱梁的弹性振动对主系统的影响。最后研究连接点动刚度对主系统的影响:当连接点动刚度K≥40kd时,梁第1阶固有频率对主系统前三阶固有频率影响较小;当K≥70 kd时,可忽略弹性梁对调谐质量阻尼器设计的影响。

有限周期梁用动力消振器抑振的特性

本文用弯曲波方法导出了多支承梁加动力消振器位移响应的普遍表达式。理论分析发现了周期结构用动力消振器抑制振动的一些新特性：（１）仅用一个动力消振器可抑制周期结构对应传递频带内的一组共振峰。被抑制的共振峰的数量与跨距的数量和消振器的布置位置有关；（２）动力消振器调谐频率与对应传递频带的第一个共振频率相关联。当动力消振器与作用在梁上的外载荷作用在同一点时，最佳调谐频率比总是大于１，否则最佳调谐频率比小于１。

连续梁的动力吸振器参数研究

通过分析连续系统在简谐激励下无阻尼动力吸振器吸振的特点,以梁为研究对象,建立了以梁的最大动能为减振目标函数的理论公式,通过对目标函数中较为敏感的参数分析,详细阐述了无阻尼吸振器的位置参数、刚度参数和质量参数对减振目标函数的影响。该研究内容在动力吸振器参数优化及振动控制理论的研究中具有一定的应用价值。

悬臂梁吸振器建模及吸振性能分析

基于ADAMS机械动力学仿真软件,建立了带有柔性梁吸振器的隔振系统模型,得到系统的频率响应特性.将悬臂梁吸振器与经典质量-弹簧吸振器进行比较,讨论了悬臂梁吸振器参数对吸振性能的影响,研究了双向梁吸振器的吸振性能.研究表明,悬臂梁吸振器吸振可行有效,吸振参数连续可调.

船舶用无阻尼动力吸振器参数影响的分析

本文建立了以梁的最大动能为减振目标函数的理论公式,以梁为研究对象,通过分析连续系统在简谐激励下无阻尼动力吸振器吸振的特点,详细阐述了无阻尼吸振器的位置参数和质量参数对减振目标函数的影响。还包括对目标函数中较为敏感的参数分析,该研究内容在动力吸振器参数优化及振动控制理论的研究中具有一定的应用价值。

空间航天器用动力吸振器设计与试验验证

为了抑制空间航天器的振动,提出一种空间结构紧凑且阻尼力可非接触产生的动力吸振器设计方案.首先,建立动力吸振器的减振效果评价分析模型;其次,对吸振器进行有限元分析和力锤敲击试验,以验证吸振器基频设计的合理性;最后,以等效悬臂梁板结构为对象,将电磁激励器与动力吸振器分别置于悬臂梁板不同位置,对吸振器进行减振效果测试.试验结果表明:吸振器测试基频29.38 Hz与目标基频30.00 Hz误差不超过2.06%;针对悬臂梁板一阶频率的振动,有电涡流阻尼吸振器相比于无电涡流阻尼吸振器,其减振效果有所下降,但减振带宽由28.80~30.97 Hz扩展至29.09~35.53 Hz,带宽扩大67.5%;针对悬臂梁板二阶频率的振动,无电涡流阻尼吸振器没有抑制作用,而有电涡流阻尼吸振器有抑制作用且对二阶共振峰最大抑制达到了37.3%.

螺旋曲梁宽带动力吸振器效果评价

采用实验的方法,对宽带波导动力吸振器的吸振效果用多种评价方法进行评价,并将几种方法作比较,进而通过测量安装动力吸振器的结构和安装与动力吸振器同样质量的质量块的结构振动情况对比,证明:螺旋曲梁宽带动力吸振器的吸振效果良好,附加质量对吸振的效果影响不大。

连续参数型动力吸振器吸振效果分析

为了提升参数型动力吸振器的吸振效果,文中提出一种用于控制杆纵向模态振动的连续参数型悬臂梁动力吸振器。分析了杆纵振和吸振器弯曲振动的模态参数;建立广义坐标下杆-动力吸振器耦合振动系统的数学模型,得出传到基础的力与激振力传递率的解析表达式,得到连续参数型动力吸振器进行模态振动控制需满足的条件,给出吸振器的设计实例;分析了吸振器的吸振效果,探讨了安装位置对吸振效果的影响。结果表明:连续参数型悬臂梁动力吸振器可同时控制杆的多阶模态振动,并给出有效吸振的频率范围,将吸振安装到杆的前端,可增大有效吸振带宽。

悬臂梁动力吸振器在舰艇变流机组上的应用研究

为了降低舰艇变流机组传递至基础的振动,机脚位置加装了悬臂梁动力吸振器。分析了变流机组的振动特性,研究了悬臂梁动力吸振器的基本原理,并对其减振效果进行了仿真验证;在此基础上,为了确保悬臂梁动力吸振器的减振效果,提出了悬臂梁动力吸振器的调试方法以及使用、维修基本要求。

动力吸振器在某MPV车型车内轰鸣声控制中的研究与应用

针对某MPV车内轰鸣声问题,通过一系列试验测试分析,发现此轰鸣声是由于变速箱支撑横梁共振引起的,根据动力吸振器设计理论计算得到阻尼式动力吸振器的相关参数,并通过客观测试证和主观评价,此吸振器方案能有效解决车内共鸣音问题。

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。

负刚度吸振器对有限长弹性梁的抑振效果研究

考虑不同形式负刚度动力吸振器对有限长弹性简支梁动态响应的影响,提出并建立"弹性梁-负刚度动力吸振器"耦合系统动力学模型。基于模态叠加法,推导得到各阶模态对应幅频响应解析表达式。以弹性梁第1阶振动模态作为振动抑制目标,结合固定点理论和最大值最小化优化准则得到各类型动力吸振器的最优设计参数。以功率流作为振动控制效果的评价指标,建立"弹性梁-动力吸振器"耦合系统的导纳功率流理论模型。在此基础上,计算得到安装动力吸振器前后弹性梁的总功率流和净功率流,以及动力吸振器消耗的功率流,研究不同形式动力吸振器的振动抑制效果。最后,选择振动控制效果最显著的动力吸振器作为研究对象,针对部分主要设计参数展开研究。计算结果表明:在目标控制模态频率附近,负刚度动力吸振器对弹性梁动态响应的控制效果较好,且多个振动模态响应均被有效控制;当阻尼元件和负刚度元件同时接地对弹性梁动态响应的控制效果最佳;众多设计参数均存在最优值。

转动动力吸振器抑制梁结构横向弯曲振动的研究

研究了转动动力吸振器用于抑制梁结构横向弯曲振动的特性。基于谱单元法,建立了安装有转动动力吸振器的梁结构的动力学方程。然后分析了吸振器安装位置和转动惯量参数对减振特性的影响。分析结果表明,转动动力吸振器对梁结构的弯曲振动有良好的抑制效果。转动吸振器安装在梁的最大模态转角位移点上,能够获得最宽减振频带和最大的能量吸收效果。增加转动动力吸振器的转动惯量能够明显提升减振效果。最后,对吸振器的减振效果进行了实验验证。实验结果还表明,利用转动动力吸振器抑制梁结构的弯曲振动,具有提高减振效果而不增加额外附加质量的优势。