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Static-to-kinematic modeling and experimental validation of tendon-driven quasi continuum manipulators with nonconstant subsegment stiffness
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作者 郑先杰 丁萌 +2 位作者 刘辽雪 王璐 郭毓 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第1期316-326,共11页
Continuum robots with high flexibility and compliance have the capability to operate in confined and cluttered environments. To enhance the load capacity while maintaining robot dexterity, we propose a novel non-const... Continuum robots with high flexibility and compliance have the capability to operate in confined and cluttered environments. To enhance the load capacity while maintaining robot dexterity, we propose a novel non-constant subsegment stiffness structure for tendon-driven quasi continuum robots(TDQCRs) comprising rigid-flexible coupling subsegments.Aiming at real-time control applications, we present a novel static-to-kinematic modeling approach to gain a comprehensive understanding of the TDQCR model. The analytical subsegment-based kinematics for the multisection manipulator is derived based on screw theory and product of exponentials formula, and the static model considering gravity loading,actuation loading, and robot constitutive laws is established. Additionally, the effect of tension attenuation caused by routing channel friction is considered in the robot statics, resulting in improved model accuracy. The root-mean-square error between the outputs of the static model and the experimental system is less than 1.63% of the arm length(0.5 m). By employing the proposed static model, a mapping of bending angles between the configuration space and the subsegment space is established. Furthermore, motion control experiments are conducted on our TDQCR system, and the results demonstrate the effectiveness of the static-to-kinematic model. 展开更多
关键词 static-to-kinematic modeling scheme tendon-driven quasi continuum robot nonconstant subsegment stiffness tension attenuation effect
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Design and Analysis of a Horizontal Quasi-Zero Stiffness Vibration Isolator by Combining Rolling-Ball and Disk Springs in Parallel
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作者 Gaofeng Guan Dengfeng Xu +2 位作者 Yu Zhu Qiang Li Qiang Yu 《Journal of Beijing Institute of Technology》 EI CAS 2017年第4期468-476,共9页
Combining disk springs having negative stiffness with a rolling-ball in parallel is proposed in this paper. It is used to reduce the system stiffness and the positioning error in a non-ideal environment.The characteri... Combining disk springs having negative stiffness with a rolling-ball in parallel is proposed in this paper. It is used to reduce the system stiffness and the positioning error in a non-ideal environment.The characteristics of a disk spring are analyzed. The dynamic equation of its motion has been obtained based on Newton's second law. After definition of a error margin,the dynamic equation of the motion can be treated as a Duffing oscillator,and the influences of non-dimensional parameters on the stiffness and transmissibility are studied. The natural frequency and transmissibility are achieved in a linearization range,where the ratio of linear to nonlinear items is small enough.The influence of mass ratio and non-dimensional parameters on natural frequency are analyzed. Finally,a comparison of numerical example demonstrates that the QZS system can realize a lower stiffness within an increased range. 展开更多
关键词 quasi-zero stiffness (QZS) vibration isolation natural frequency TRANSMISSIBILITY
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Quasi Dynamic Calculation of Local Stiffness of Angular Contact Ball Bearings 被引量:2
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作者 Zhen-Huan Ye Chuan-Wei Zhang +2 位作者 Le Gu Li-Qin Wang De-Zhi Zheng 《Journal of Harbin Institute of Technology(New Series)》 EI CAS 2013年第3期22-26,共5页
In order to describe the performance of thin wall bearing on rotor system more accurate,the simplified model of bearing local stiffness was proposed. The load distribution and local contact deformation in angular cont... In order to describe the performance of thin wall bearing on rotor system more accurate,the simplified model of bearing local stiffness was proposed. The load distribution and local contact deformation in angular contact ball bearings were calculated using quasi dynamic calculation method. Based on the relationship of local load to contact deformation,the calculation model of local bearing stiffness was subsequently built to get radial and axial components of local stiffness. Effects of external loads on the local bearing stiffness were analyzed. The results showed that local stiffness in bearings is symmetric to the axis of radial load,and its value has a maximum on the symmetry axis along the radial load direction. External radial and axial load have different effects on local bearing stiffness. 展开更多
关键词 local stiffness angular contact ball bearings quasi dynamic method
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Analysis and Simulation of the Stratospheric Quasi-zero Wind Layer over Korla, Xinjiang Province, China 被引量:3
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作者 Rui YANG Lingkun RAN +1 位作者 Yuli ZHANG Yi LIU 《Advances in Atmospheric Sciences》 SCIE CAS CSCD 2019年第10期1143-1155,共13页
The stratospheric quasi-zero wind layer (QZWL) is a transition region with low zonal wind speeds in the lower stratosphere at an altitude of ~20 km. The zonal wind direction above the QZWL layer is opposite to that be... The stratospheric quasi-zero wind layer (QZWL) is a transition region with low zonal wind speeds in the lower stratosphere at an altitude of ~20 km. The zonal wind direction above the QZWL layer is opposite to that below the QZWL layer and the north –south wind component is small. The atmospheric wind field near the stratospheric QZWL is an important factor affecting the flight altitude and dynamic control of stratospheric airships. It is therefore necessary to study the stratospheric QZWL to provide better environmental information for these aircraft. High-resolution radiosonde data were used to analyze the characteristics of the stratospheric QZWL over Korla, Xinjiang Province, China. A weak wind layer in which the wind direction suddenly reversed from westerly to easterly was observed at ~20 km in the lower stratosphere, characteristic of the stratospheric QZWL. The Weather Research and Forecasting model was used to simulate the profiles of the horizontal wind speed and direction over Korla. The forcing effect of each diagnostic term in the equation on the zonal wind speed was analyzed. The results showed that the advection term was the dominant factor forcing the zonal wind speed. The wave term had a secondary forcing role, although the forcing effect of the wave term on the zonal wind speed was significant in some regions. 展开更多
关键词 numerical simulation radiosonde STRATOSPHERIC AIRSHIPS STRATOSPHERIC quasi-zero WIND LAYER
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ANALYSIS OF ZERO-VOLTAGE QUASI-RESONANT BOOST DC-DC CONVERTER
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作者 许建平 《Journal of Electronics(China)》 1992年第3期225-232,共8页
The zero-voltage quasi-resonant boost switching DC-DC converter has been inves-tigated by using the time averaging equivalent circuit approach of periodically switching linearnetworks.The DC steady state and AC small ... The zero-voltage quasi-resonant boost switching DC-DC converter has been inves-tigated by using the time averaging equivalent circuit approach of periodically switching linearnetworks.The DC steady state and AC small signal characteristics of the converter are also given. 展开更多
关键词 SWITCHING CONVERTER zero-voltage quasi-RESONANT SWITCH Time AVERAGING EQUIVALENT circuit approach
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仿猫类落地姿态的准零刚度隔振器 被引量:1
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作者 张伟 石沐辰 柳超然 《动力学与控制学报》 2024年第2期85-93,共9页
对设备加装隔振装置是保证其高效工作的重要方法之一.本文从仿生学的角度,根据猫科动物落地时优秀的抗冲击能力,通过观察其落地动作姿态,利用非线性补偿原理,以空气弹簧作为正刚度结构,设计出一种具有非对称刚度特性的高静低动刚度隔振... 对设备加装隔振装置是保证其高效工作的重要方法之一.本文从仿生学的角度,根据猫科动物落地时优秀的抗冲击能力,通过观察其落地动作姿态,利用非线性补偿原理,以空气弹簧作为正刚度结构,设计出一种具有非对称刚度特性的高静低动刚度隔振器.以其为研究对象,建立了动力学模型,利用特定的方法对非对称刚度系统进行分析求解,并与数值结果和有限元仿真结果进行对比.结果表明,在较低阻尼以及较高激励幅值下,还会出现倍周期响应甚至混沌响应.同时,通过将本文设计的隔振结构和单一空气弹簧的隔振性能对比,可以得到隔振效果明显优于单一空气弹簧的结论,从而验证了所设计隔振结构的有效性和可行性. 展开更多
关键词 准零刚度 非对称刚度 仿生 分岔 混沌 空气弹簧
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基于准零刚度支撑结构的低频主动隔振平台研究
7
作者 李青 何柯达 +4 位作者 杨鸿杰 薛羽竣 马超 王天舒 刘磊 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第16期84-91,117,共9页
针对量子科学试验、精密制造等先进应用对亚赫兹微振动的抑制需求,研究基于准零刚度支撑结构和分离式音圈作动器的低频主动隔振技术。首先,给出一种低频主动隔振平台设计方法,考虑准零刚度结构的等效动力学特性,采用牛顿-欧拉方法建立... 针对量子科学试验、精密制造等先进应用对亚赫兹微振动的抑制需求,研究基于准零刚度支撑结构和分离式音圈作动器的低频主动隔振技术。首先,给出一种低频主动隔振平台设计方法,考虑准零刚度结构的等效动力学特性,采用牛顿-欧拉方法建立平台的动力学模型;然后,基于所建立动力学模型分析多自由度耦合下平台的扰动传递特性并设计主动隔振算法;最后,研制低频主动隔振平台进行试验验证。试验结果表明,所开发主动隔振平台能够在三个线自由度上实现优于98.3%的微振动抑制效果,在0.1~10.0 Hz内载荷z方向微振动小于1.3×10^(-8) g。 展开更多
关键词 低频微振动 主动隔振 准零刚度结构 音圈作动器
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基于准零刚度机构与间接力控制的恒拉力系统设计与分析
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作者 杨杰 任天华 +3 位作者 姜与 刘英辉 甄冬 李琳 《机械设计》 CSCD 北大核心 2024年第2期1-7,共7页
现有的悬吊式微低重力模拟恒拉力系统常采用力传感器数值作为反馈直接控制系统,但实际情况下力作为反馈信号常会产生突变,影响系统控制精度。为了改进刚性控制策略下系统稳定性差与大冲击条件下力误差大的状况,文中设计了包含准零刚度... 现有的悬吊式微低重力模拟恒拉力系统常采用力传感器数值作为反馈直接控制系统,但实际情况下力作为反馈信号常会产生突变,影响系统控制精度。为了改进刚性控制策略下系统稳定性差与大冲击条件下力误差大的状况,文中设计了包含准零刚度机构的恒拉力系统,通过控制准零刚度机构长度间接对恒拉力系统输出拉力进行控制。对准零刚度机构进行受力分析,明确影响准零刚度机构性能的关键指标和准零刚度机构的工作行程区间,建立恒拉力系统动力学模型,设计控制系统。为了验证系统控制精度与系统抗干扰性能,进行了动力学联合仿真对设计进行验证,仿真结果表明:该恒拉力系统拉力的控制误差可控制在2%以内,且具有较好的鲁棒性。 展开更多
关键词 准零刚度 恒拉力机构 微重力模拟 重力补偿
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考虑弹流润滑效应的三点接触球轴承刚度特性分析 被引量:1
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作者 贺朝霞 杨云飞 +1 位作者 常乐浩 谢江辉 《机械设计》 CSCD 北大核心 2024年第2期88-95,共8页
为获得润滑状态下三点接触球轴承更为准确的刚度特性,应考虑弹流润滑效应对轴承刚度的影响。文中基于拟静力学模型考虑高速离心力和陀螺力矩效应,根据给定轴承的结构参数和工况,计算滚动体与内外圈的法向接触载荷和各部件的运动速度。... 为获得润滑状态下三点接触球轴承更为准确的刚度特性,应考虑弹流润滑效应对轴承刚度的影响。文中基于拟静力学模型考虑高速离心力和陀螺力矩效应,根据给定轴承的结构参数和工况,计算滚动体与内外圈的法向接触载荷和各部件的运动速度。将拟静力学模型的计算结果和润滑介质参数代入弹流润滑模型,求解出滚动体与内外圈之间的压力分布和油膜厚度分布。进一步研究了转速、轴向载荷和润滑油的初始黏度对油膜压力和最小油膜厚度的影响。基于弹流润滑理论分析了转速和轴向载荷对轴承接触刚度、油膜刚度及综合刚度的影响。结果表明:转速的提高会大幅增加润滑油膜的整体厚度;润滑油初始黏度的增大会增加油膜厚度;随着轴承转速的提高,轴承的整体轴向刚度和轴向油膜刚度减小;随着轴向载荷的增大,轴承轴向刚度和轴向油膜刚度增大,且差值变化不大。 展开更多
关键词 三点接触球轴承 拟静力学法 弹流润滑 油膜压力 油膜厚度 接触刚度
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新型准零刚度空气悬架系统的设计与分析
10
作者 孙丽琴 吴海萌 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2024年第5期1-7,43,共8页
为提高商用汽车在低频外部激励环境下的隔振性能以及行驶平顺性,基于准零刚度理论,采用正负刚度并联的方式,将负刚度碟形弹簧组与正刚度空气弹簧相结合,设计一种新型准零刚度悬架系统。通过静力学特性分析,建立力位移和刚度位移表达式,... 为提高商用汽车在低频外部激励环境下的隔振性能以及行驶平顺性,基于准零刚度理论,采用正负刚度并联的方式,将负刚度碟形弹簧组与正刚度空气弹簧相结合,设计一种新型准零刚度悬架系统。通过静力学特性分析,建立力位移和刚度位移表达式,得到系统达到准零刚度的参数条件;通过动力学特性分析,建立系统的二自由度模型和简谐力作用下的非线性运动微分方程,得到力传递率特性曲线并对其进行分析。结果表明新结构的低频隔振性能显著提升。基于刚度位移表达式建立2自由度1/4悬架模型,分别对准零刚度系统与传统系统的垂向加速度、悬架动行程和轮胎动载荷等平顺性指标的差异性进行分析,仿真结果表明,该准零刚度系统的平顺性改善效果亦优于传统结构。 展开更多
关键词 振动与波 准零刚度 碟形弹簧 低频隔振 动态特性分析 平顺性
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折纸型准零刚度系统的隔振性能研究
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作者 周雅 蒙格尔 +4 位作者 叶震 叶霄鹏 张家豪 冯健 蔡建国 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期246-256,共11页
准零刚度隔振系统因具备高静态低动态的刚度特性得到广泛研究,但是较短的准零刚度行程限制了其在低频隔振领域的应用推广。基于非线性正刚度和非线性负刚度并联的理念,由Kresling折纸构型启发设计一种新型的准零刚度隔振系统,采用有限... 准零刚度隔振系统因具备高静态低动态的刚度特性得到广泛研究,但是较短的准零刚度行程限制了其在低频隔振领域的应用推广。基于非线性正刚度和非线性负刚度并联的理念,由Kresling折纸构型启发设计一种新型的准零刚度隔振系统,采用有限元分析准零刚度隔振系统的可行性。建立了折纸型准零刚度系统的力学模型,研究了在正常工况下阻尼比、荷载幅值和回复力模型高阶项对幅频特性和力传递特性的影响,并扩展到过载工况下折纸型准零刚度系统隔振性能研究。开展折纸型准零刚度系统隔振试验并与有限元结果进行对比分析。分析结果表明,隔振系统随着阻尼增大和激振力幅值减小,响应幅值和传递率均会减小。具备高阶项的回复力模型使折纸型准零刚度系统在正常和过载工况下具有更低的起始隔振频率、共振频率以及振动传递率。试验验证折纸型准零刚度系统具备较为良好的隔振性能。 展开更多
关键词 折纸 准零刚度 隔振 回复力模型 过载
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仿足弓准零刚度隔振器特性分析与实验
12
作者 邓宏光 陈新度 +1 位作者 王晗 张帆 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期129-134,202,共7页
为满足光学精密仪器更高的精度及动态特性要求,解决其安装空间逼仄与宽频域隔振的矛盾,提出了一种由屈曲梁与黏弹性材料并联构成的仿生准零刚度隔振装置,并建立了该仿生隔振装置的非线性动力学模型,结合谐波平衡法对其振动传递特性进行... 为满足光学精密仪器更高的精度及动态特性要求,解决其安装空间逼仄与宽频域隔振的矛盾,提出了一种由屈曲梁与黏弹性材料并联构成的仿生准零刚度隔振装置,并建立了该仿生隔振装置的非线性动力学模型,结合谐波平衡法对其振动传递特性进行了分析。仿真与实验结果表明:当频率比大于15时,振动幅值传递率小于0.2,系统共振区振动幅值传递率低于0.75,隔振效果良好。该结论验证了仿足弓准零刚度隔振器的有效性,为光学精密仪器复杂隔振系统设计提供了参考。 展开更多
关键词 足弓 仿生 隔振 准零刚度
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非线性准零刚度文物隔震系统动力特性分析
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作者 孙刚 柏文 +2 位作者 戴君武 蔡粮锴 赵守江 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2024年第1期168-177,共10页
为实现地震时浮放文物的安全防护,对一种非线性准零刚度隔震系统进行动力分析。构建隔震系统的刚度模型与运动平衡方程,使用谐波平衡法与牛顿迭代联合法进行理论分析,并使用四阶龙格-库塔(Runge-Kutta,R-K)数值分析法对运动平衡方程在... 为实现地震时浮放文物的安全防护,对一种非线性准零刚度隔震系统进行动力分析。构建隔震系统的刚度模型与运动平衡方程,使用谐波平衡法与牛顿迭代联合法进行理论分析,并使用四阶龙格-库塔(Runge-Kutta,R-K)数值分析法对运动平衡方程在简谐激励和地震动激励作用下进行数值分析。结果表明:非线性准零刚度文物隔震系统在简谐激励作用下,在外激励频率为低频阶段时,系统的响应存在不稳定区域,提高系统的阻尼比和刚度都会降低系统的不稳定区域范围以及系统的振幅响应峰值,使其趋于线性隔震系统的特征;增加系统的阻尼比可以降低隔震系统的有效起始频率,但在隔震有效频带范围内增加系统的阻尼比会使系统的传递系数增大;增加弹簧刚度会增大隔震系统有效初始频率,但可以降低系统在低频阶段的振幅响应,但在隔震系统有效频带范围内会增大系统的传递系数。数值分析表明隔震系统在不稳定区域范围内只存在2个稳定解,系统的响应状态与系统初始状态相关;系统在实际地震动激励作用下能显著降低输入地震动的加速度响应;隔震系统的减震系数对于长周期成分较少的地震动输入峰值变化不敏感,但对于长周期成分较多的地震动输入峰值变化较为敏感,表明系统对于短周期地震动的隔震性能更好,与在简谐激励作用下的理论分析结果一致。 展开更多
关键词 非线性准零刚度系统 文物 隔震 地震 传递系数
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双对斜杆负刚度机制的恒值QZS隔振器研究
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作者 赵峰 霍亚奇 +3 位作者 陈鹿民 杜文辽 曹树谦 冯桂珍 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期52-59,共8页
针对隔振质量偏离静态平衡位置导致准零刚度(quasi-zero stiffness,QZS)隔振器动态刚度增大而影响低频隔振性能的问题,基于双对斜杆负刚度机制,构造了恒值QZS隔振器,推导了隔振器的力和刚度表达式,通过静态平衡点处刚度及刚度二阶导数... 针对隔振质量偏离静态平衡位置导致准零刚度(quasi-zero stiffness,QZS)隔振器动态刚度增大而影响低频隔振性能的问题,基于双对斜杆负刚度机制,构造了恒值QZS隔振器,推导了隔振器的力和刚度表达式,通过静态平衡点处刚度及刚度二阶导数等于零的QZS条件,研究了参数影响下的力和刚度特性,获得了非线性刚度、恒值QZS和零刚度的参数条件。根据静态分析,设计了恒值QZS试验模型,通过万能试验机测得试验模型的力位移曲线,与理论值具有较好的一致性。进而采用激光测振仪和振动台开展谐波激励的动态试验,获得了恒值QZS和线性刚度隔振器的位移响应及传递率。动态试验结果表明,恒值QZS隔振器的起始隔振频率小于1.5 Hz,且传递率整体小于线性隔振器的位移传递率,而线性隔振器的起始隔振频率为4.5 Hz。综上,提出的恒值QZS隔振器不仅能实现任意恒值的QZS,并且可采用杆、弹簧方便地获得所需的恒值QZS,具有优越的低频隔振性能。 展开更多
关键词 准零刚度(QZS) 隔振器 位移传递率 双对斜杆 试验
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低频大幅隔振器设计及实验 被引量:1
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作者 孙秀婷 孙英超 +1 位作者 钱佳伟 徐鉴 《动力学与控制学报》 2024年第2期59-67,共9页
为了突破传统隔振器刚度和承载能力之间的矛盾,需要隔振器具有高的静态刚度,低动态刚度的特性.如今的准零刚度隔振器技术可以实现低频微幅隔振,但是对于大幅振动,隔振效果并不明显甚至失效,因此突破宽幅隔振成为隔振领域亟待解决的问题... 为了突破传统隔振器刚度和承载能力之间的矛盾,需要隔振器具有高的静态刚度,低动态刚度的特性.如今的准零刚度隔振器技术可以实现低频微幅隔振,但是对于大幅振动,隔振效果并不明显甚至失效,因此突破宽幅隔振成为隔振领域亟待解决的问题.为此,我们利用多稳态折纸通过并联装配的方式,构造具有宽幅零刚度区间的折纸型隔振器,以解决传统隔振器振动抑制幅值较低的问题.本文建立了宽零刚度隔振器模型,提出宽幅零刚度的设计方法,并通过动力学分析分析了模型的隔振效果.最后搭建试验样机,验证了理论的正确性.这种设计打破了传统准零刚度隔振器单点准零的设计准则,能够在一个大幅范围内保证稳定性,同时实现零刚度,极大拓宽了隔振器的适用范围.这种设计理念能够被用在新隔振材料设计和航空、船舶等大幅低频动态环境中. 展开更多
关键词 宽范围零刚度 高静低动系统 非线性隔振 低频激励
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设计参数对一体化准零刚度隔振器冲击隔离性能的影响
16
作者 丁伯森 刘海平 朱冬梅 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期159-168,共10页
针对一体化准零刚度隔振器(简称“一体化隔振器”)的冲击隔离性能展开研究。分别选择冲击响应的衰减周期、振荡频率、最大加速度比以及最大位移作为评价指标,采用四阶龙格-库塔法重点研究半正弦脉冲加速度激励下线性刚度比和几何设计参... 针对一体化准零刚度隔振器(简称“一体化隔振器”)的冲击隔离性能展开研究。分别选择冲击响应的衰减周期、振荡频率、最大加速度比以及最大位移作为评价指标,采用四阶龙格-库塔法重点研究半正弦脉冲加速度激励下线性刚度比和几何设计参数对一体化隔振器抗冲击性能的影响。计算结果表明,在持续时间较长的冲击结束后,一体化隔振器表现出比线性隔振器更好的加速度衰减性能;且较小的外壁高度和较大的壁厚有利于改善其冲击隔离性能。相关研究可为一体化准零刚度隔振器的工程应用提供指导。 展开更多
关键词 一体化 准零刚度隔振器 抗冲击 非线性隔振器
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基于凸轮-滚子结构的多自由度准零刚度系统设计
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作者 田海洋 张万福 +3 位作者 薛聪聪 顾乾磊 张世东 李春 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第13期172-179,共8页
基于凸轮-滚子结构设计一种多自由度非线性准零刚度低频隔振装置。通过静力学特性计算,结合横向刚度计算理论,得到系统在多个自由度上实现准零刚度的参数条件。利用谐波平衡法分析了系统动力学特性,得出系统力传递率,并分析了预压、阻... 基于凸轮-滚子结构设计一种多自由度非线性准零刚度低频隔振装置。通过静力学特性计算,结合横向刚度计算理论,得到系统在多个自由度上实现准零刚度的参数条件。利用谐波平衡法分析了系统动力学特性,得出系统力传递率,并分析了预压、阻尼比及激励力对系统振动传递率的影响。为验证准零刚度系统隔振性能,搭建隔振测试系统,试验结果表明,相较于传统线性隔振系统,多自由度隔振系统在竖直方向上起始隔振频率从6.7 Hz降低至3.5 Hz,隔振效率最大提升约84.3%;水平方向上起始隔振频率从6.0 Hz降低至4.0 Hz,隔振效率最大提升约45.0%;在10.0 Hz以下,多自由度隔振系统的振动传递率远小于线性隔振系统。 展开更多
关键词 准零刚度 横向刚度 低频隔振 多自由度
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基于准零刚度的坦克装甲车辆半主动惯容悬架控制策略
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作者 杜甫 董明明 +2 位作者 汪浒江 赵艳辉 郑凤杰 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2929-2935,共7页
为了提高坦克装甲车辆悬架系统的减振性能,提出“惯容-弹簧”准零刚度的基本架构,以惯容、弹簧、阻尼三元件并联作为悬架构型,对惯容连续控制和惯容开关控制两种方案进行动力学仿真和参数优化。研究结果表明:采用准零刚度控制策略后,车... 为了提高坦克装甲车辆悬架系统的减振性能,提出“惯容-弹簧”准零刚度的基本架构,以惯容、弹簧、阻尼三元件并联作为悬架构型,对惯容连续控制和惯容开关控制两种方案进行动力学仿真和参数优化。研究结果表明:采用准零刚度控制策略后,车体振动加速度大幅度减小,乘坐舒适性改善明显,同时降低了对阻尼系数的需求,提升了减振效率。通过分析悬架减振过程中各元件的瞬时功率,发现可变惯容起能量补偿作用,使一部分振动能量在弹簧和惯容之间反复动态地传递和转换,突破了弹簧缓冲储能、阻尼生热耗能的传统减振机理,达到了更好的减振效能。 展开更多
关键词 坦克装甲车辆 悬架系统 准零刚度 半主动惯容 连续控制 开关控制 能量转换
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准零刚度磁悬浮隔振平台主动混合控制系统设计
19
作者 颜枫 窦硕 陈骝 《计算机测量与控制》 2024年第8期222-227,共6页
为增强准零刚度磁悬浮隔振平台的隔振性能,减轻振源振动对隔振对象的干扰,优化其主动混合控制系统设计;改装传感器、功率放大器和驱动设备,将控制器调整至主动混合模式,调整系统电路的连接方式,完成控制硬件系统的设计;模拟准零刚度磁... 为增强准零刚度磁悬浮隔振平台的隔振性能,减轻振源振动对隔振对象的干扰,优化其主动混合控制系统设计;改装传感器、功率放大器和驱动设备,将控制器调整至主动混合模式,调整系统电路的连接方式,完成控制硬件系统的设计;模拟准零刚度磁悬浮隔振平台工作过程,通过平台数据采集、特征提取和特征匹配等环节,检测平台被隔振对象的振动状态;测量振动状态下,测量准零刚度磁悬浮隔振平台实时电磁力,作为平台控制的初始值;在电磁理论的支持下,通过电磁力和电流控制量的计算,从主动和混合两个方面实现磁悬浮隔振平台的主动混合控制功能;测试实验结果表明:主动混合控制系统应用后,准零刚度磁悬浮隔振平台中作用在被隔振对象上的振动幅度和频率衰减率分别提高了62.34%和32.005%;在准零刚度磁悬浮隔振平台控制效果方面具有明显优势。 展开更多
关键词 准零刚度磁悬浮 隔振平台 主动混合控制 电流控制量
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基于渐近均匀化方法的准周期梁结构等效刚度数值实现方法研究
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作者 章雨驰 徐亮 +1 位作者 刘电子 钱征华 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期313-319,共7页
相比周期梁结构,准周期梁结构沿轴向梯度变化,具有更大的设计自由度,能够获得更好的结构性能。由于其非均质性,一般将其均匀化为具有等效性质的均质梁结构,但现有工作很少涉及准周期梁结构等效性质的计算。本文针对由周期梁结构映射而... 相比周期梁结构,准周期梁结构沿轴向梯度变化,具有更大的设计自由度,能够获得更好的结构性能。由于其非均质性,一般将其均匀化为具有等效性质的均质梁结构,但现有工作很少涉及准周期梁结构等效性质的计算。本文针对由周期梁结构映射而成的准周期梁结构,通过引入雅可比矩阵,基于渐近均匀化方法推导的单胞方程及其等效性质计算列式,并建立了其单胞方程及等效刚度的有限元求解列式。该方法可以处理沿轴向变形的任意微单胞构型,数值算例验证了其正确性和有效性。 展开更多
关键词 渐近均匀化方法 准周期梁 等效刚度 映射函数 有限元分析
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