基于钢轨吸振器的多模态复合式俘能器性能研究

针对现有的轨道振动俘能器效率低的问题,设计了一种钢轨吸振器和多模态压电电磁复合式俘能器结合的复合吸振器,在有效减轻轮轨系统振动的前提下回收振动能量,为低能耗轨旁设备供电.建立了车轮钢轨复合吸振器系统的摩擦耦合振动模型,与现场实测数据进行对比验证了模型的正确性.在此基础上,分析了多模态复合式俘能模块对轮轨系统振动特性的影...     

车轨耦合下钢轨复合吸振器的减振方法

以降低500~2 000 Hz频率范围内的钢轨垂向振动为目的，建立了包含钢轨复合吸振器的车辆?轨道垂向耦合振动模型。对比了耦合模型与轨道模型中各典型位置处的钢轨振动响应，说明了耦合模型的重要性；根据峰值频率处振动响应与频段内均方根值两个评价指标，指出了单自由度吸振器的局限性，提出了复合吸振器参数设计的一般步骤；利用振动衰减率对设计路段进行评价，验证了该设计方法的有效性。研究结果表明：考虑车辆影响，钢轨垂向振动能量峰值会产生偏移，且车速的提高会加剧振动响应；相同总质量下，单自由度吸振器对某一特定频率减振良好，而在较宽频带内，复合吸振器能达到更好的减振效果；对复合吸振器的参数设计，通过确定主要影响参数，利用遗传算法进行数值寻优，得到吸振器的最佳设计频率。本工作为钢轨复合吸振器的研究提供了重要的参考依据。     

双重钢轨吸振器对轨道系统的振动抑制研究

城市轨道交通线路在小半径曲线、加减速区段等特殊地段,具有较高的减振性能需求,附加钢轨吸振器是一种有效抑制轨道系统振动的方法。以抑制地铁特殊地段的钢轨振动为目的,建立含附加钢轨吸振器的轨道垂向动力学模型,求解钢轨的振动响应,以分析钢轨的振动形式为基础,建立评价振动大小的Pinned-Pinned振动突变量化指标与分级标准。提出了单个钢轨吸振器抑制钢轨振动的设计方法并拟合优化设计频率表达式,指出附加单个钢轨吸振器带来的不利影响,进而提出双重钢轨吸振器的设计方法。结果表明,钢轨的动柔度在900～1 300Hz发生体现为尖峰与低谷的突变现象,建立的突变指标可以用于评价钢轨的Pinned-Pinned振动的大小;单个钢轨吸振器可以有效地抑制钢轨振动,但附加的吸振器会给轨道系统带来不利影响,导致轮轨动作用力的加剧;双重钢轨吸振器因存在两个减振频率的特点,不仅可以有效地抑制钢轨振动,而且对钢轨的不利影响较小,使钢轨的振动响应更平缓。对钢轨Pinned-Pinned振动的量化评价以及钢轨吸振器的理论参数设计具有重要的参考价值。     

柔性零件车削振动系统建模与实验

针对轨道车辆车体各位置振动情况差异明显特点,以及刚性频段、弹性频段的减振存在宽频减振需求,建立了含多吸振器的弹性车体模型,提出了评价轨道车辆多吸振器减振指标。探讨了单吸振器在抑制车体垂向振动时存在的局限性,提出了基于轨道车辆弹性车体模型的多吸振器设计步骤,形成了能够同时抑制弹性振动与刚性振动的多吸振器设计方法,明确了多吸振器的优越性,并利用Sperling平稳性指标对多吸振器减振效果进行验证。结果表明：综合多频段、全车长的轨道车辆多吸振器减振指标能够有效地评价车体吸振器的减振效果;相比单吸振器,多吸振器能同时兼顾刚性频段和弹性频段,而且分散质量分布,对车下空闲体积要求更小,具有更好的优越性。该工作对抑制城市轨道车辆的垂向振动、提高车辆乘坐舒适性有一定参考价值。     

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.     

多重动力吸振器控制单跨转子振动实验研究

针对大型旋转机械中存在的转子振动问题,对转子的过临界振动和常见故障进行了减振研究,特别是利用动力吸振器对转子系统减振原理和减振效果进行了研究。设计了多重半主动动力吸振器,并搭建了单跨实验台,利用仿真软件验证了实验台参数的合理性;设计了具有四重固有频率的四重动力吸振器,进行了转子系统临界振动控制实验和通过开关控制抑制转子的一阶临界振动实验;进行了多重动力吸振器和双重动力吸振器的对比实验。研究结果表明:开关控制的动力吸振器能将转子全程的振动控制在一个较小的范围内,解决了新的共振峰问题,并能有效拓宽有限减振频带;四重动力吸振器的减振效果比双重动力吸振器高出4%以上,同时在其整个工作频带中都可以对转子振动进行有效控制。     

局域共振型隔振系统的低频振动特性分析

为有效降低基体低频振动对精密仪器测量精度的影响,提出了周期布置吸振器的减振方式.建立了基体-隔振设备-吸振器系统的动力学模型,利用模态叠加法导出了系统耦合振动方程的解析解,并用有限元法进行了验证.获得了吸振器数量、参数对系统低频振动特性的影响规律,在吸振器总数一定的情况下,将其划分为包含不同数量振子的周期元胞.以低频段...     

轨道车辆车体磁流变弹性体吸振器的建模与仿真

以降低城市轨道交通车辆车体的垂向振动、提高乘客舒适度为目的,根据动力吸振器理论及磁流变弹性体刚度可调的特性,设计一种并联安装在车体底部的半主动式磁流变吸振器。为保证磁流变吸振器工作性能稳定,分析磁流变吸振器的磁路结构,利用多元回归分析法拟合励磁电流对磁流变弹性体工作区磁场强度的影响关系,提出励磁电流对磁场强度的控制算法。针对城轨车辆工况变化频繁、车体振动特性复杂的特点,建立对车体宽频振动适应性强的磁流变吸振器系统,研究其对车体垂向减振特性的影响,并利用Sperling指标验证了磁流变吸振器系统的减振能力。结果表明,所设计的磁流变吸振器结构紧凑且安全性高,对车下剩余空间的利用具有合理性;所建立的磁流变吸振器系统振动频带宽,可与车体始终处于谐振状态,使车辆的运行品质时刻保持在优级。论文的工作为利用磁流变弹性体的轨道车辆车体半主动式吸振器的应用提供了参考依据。     

基于非线性吸振器的薄壁件切削振动控制

在航空发动机的涡轮风扇及叶片等薄壁件在铣削加工过程中，由于材料切削困难、零部件刚度低以及加工中时变性强等原因易造成薄壁件出现颤振，导致加工精度降低及表面质量变差。利用动力吸振器可有效控制振动现象，但由于材料去除时被加工件等效参数变化而导致其模态频率迁移，易造成振动控制失效。为保证切削全过程中的有效振动控制，提出了非线性吸振器，建立了主系统耦合非线性吸振器的动力学模型，利用复变量平均法分析了系统的慢变方程，得出了系统发生鞍结分岔以及霍普夫分岔的边界条件，分析了激励频率对分岔边界及截断阻尼的影响。利用数值方法从时域及频域进行分析，得出了系统的能量谱，对比了非线性吸振器及线性吸振器的振动抑制性能，结果表明，非线性吸振器可在全频段有效进行振动控制，避免了引入线性吸振器引起的二阶共振。     

波在薄圆盘粘弹性波导吸振器中传播及耗能研究

基于经典薄板理论,建立圆盘动力学方程,在粘弹性材料本构关系基础上,研究柱波在薄圆盘粘弹性波导吸振器中传播和耗能规律;并讨论了振劝能量耗散民圆盘几何参数,材料参数及振动波频率的关系,研究及计算机仿真表明圆盘粘弹性波导吸振器具有较好的减振效果。