空气弹簧半主动式动力吸振器的研究

设计了一种应用于汽车发动机上的基于空气弹簧的动力吸振器.通过对空气弹簧和吸振器的研究,建立了以空气弹簧为弹性元件的半主动动力吸振器模型.并使用AMESim与MATLAB/Simulink联合仿真对动力吸振器系统进行仿真.     

考虑公差的扭转动力吸振器不确定性优化设计

建立了带扭转动力吸振器的动力传动系统模型,考虑了动力传动系统与后桥的耦合作用,推导了带扭转动力吸振器的动力传动系统振动动力学方程;对扭转动力吸振器的影响进行研究,分析了加入扭转动力吸振器后动力传动系统自由振动和强迫振动性能的变化及其原因;将区间不确定性优化模型引入动力传动系统振动分析中,保证了不同制造条件和使用工况下扭转动力吸振器均能最大程度发挥其作用,且允许扭转动力吸振器参数存在宽松的设计公差。     

变质量-负刚度动力吸振器试验研究

针对传统动力吸振器“窄带”缺陷,设计了一种新型的变质量-负刚度动力吸振器,从而可以使吸振器具有较好的低频有效性。建立变质量-负刚度动力吸振器的动力学方程并分析了吸振器的工作原理;搭建了变质量-负刚度动力吸振器试验台,编制了PID控制程序;对吸振器减振性能进行了动力学仿真和试验研究。研究结果表明,所设计的吸振器连续可调,有效频带比传统吸振器频带宽了17.3%。     

磁悬浮式动力吸振器的设计与仿真研究

设计一种新型的磁悬浮式动力吸振器,与普通的机械式吸振器相比具有无机械接触,结构简单、使用寿命长等优点。首先分析磁悬浮式动力吸振器的吸振原理并建立了磁悬浮式动力吸振系统的理论模型,然后根据主系统的特性设计与之相匹配的磁悬浮式动力吸振器,最后通过仿真验证磁悬浮式动力吸振器的减振效果。仿真结果表明:当磁悬浮式动力吸振器的固有频率与外部干扰力的频率相一致时,主系统的振动减小了78.6%,且磁悬浮式动力吸振器吸振质量的振动可以满足机械结构的要求。     

摆动式动力吸振器参数优化研究

为了提高空中缆车等设备的运行舒适性和安全性,降低摆振响应,设计了一种用于控制结构摆振的摆动式动力吸振器。通过建立吸振系统动力学模型,理论分析了吸振器的转动惯量、固有频率和阻尼参数对摆振结构振动响应的影响。利用定点理论,研究了吸振器的最优固有频率和最优阻尼。数值模拟了最优参数的精确性及吸振器的控制效果。研究表明此动力吸振器方案可以有效地减小摆振结构发生的强迫摆振响应。     

基于导纳功率流方法的动力吸振系统研究

建立了动力吸振器对单自由度隔振系统吸振的导纳功率流理论模型,以主振系在整个吸振频带消耗的净功率为控制目标,通过数值仿真对动力吸振器结构参数变化对单层隔振系统隔振效果的影响进行了研究。研究结果表明:动力吸振器的加入对隔振系统共振区的振动有显著抑制作用,在动力吸振器各结构参数中阻尼比、调谐比对隔振系统的影响最为明显。     

基于Isight的橡胶动力吸振器参数化优化

为满足动力吸振器系统固有频率性能要求,应用Isight集成软件平台进行有阻尼橡胶动力吸振器结构尺寸优化设计。以圆筒形橡胶元件为例,通过数值仿真研究橡胶动力吸振器质量块质量不变时,橡胶元件结构尺寸变化对振动系统固有频率的影响,结果表明动力吸振器系统固有频率随圆筒形橡胶元件结构尺寸的变化而改变。以圆筒形橡胶元件外圆半径、高度和质量块外径作为优化设计变量,以橡胶动力吸振器固有频率为优化目标,建立优化设计数学模型,基于Isight集成平台对橡胶动力吸振器尺寸进行优化。结果表明,优化所得动力吸振器系统固有频率值与目标值吻合较好,误差为4.6%,并通过产品实验验证了优化方法的有效性。     

基于功率流的宽带复式动力吸振器优化设计

以简支薄板为主振系 ,对其附加复式动力吸振器 ,提出以输入系统的净功率流在整个激励频带内的总声功率级为控制量的优化设计方法。通过算例 ,将普通动力吸振器与复式动力吸振器的吸振效果进行对比 ,揭示了复式动力吸振器适合于弹性体振动控制的宽带吸振性能 ;对复式动力吸振器结构参数优化以及结构参数与安装位置的联合优化设计的研究 ,表明吸振器的安装位置对其吸振效果影响很大 ;另外还研究了质量比与吸振效果的关系 ,为复式动力吸振器在弹性振动控制中的推广应用奠定了基础。     

力偶作用下薄板的吸振控制研究

针对附加动力吸振器的简支矩形薄板,利用结构导纳理论,推导出了集中简谐力偶作用下系统各环节的功率流表达式,揭示了力偶的作用机理和动力吸振器的吸振机理。在此基础上,以控制频率范围内输入主振系的净功率流最大值为目标函数,探讨了单个吸振器和多个吸振器的优化设计问题,并分析了吸振器安装位置对控制效果的影响。功率流表达式的推导和吸振器优化设计的研究为弹性体在力偶作用下的吸振控制提供了理论基础和设计方法。     

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。     

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。     

一种压电型变刚度动力吸振器原理与验证

为了拓宽传统动力吸振器的的控制带宽,设计了一种采用压电堆元件的变刚度动力吸振器,利用欧拉梁弯曲刚度受其预应力影响的力学原理,采用调节控制电压改变压电堆元件的输出力,进而实时改变作为吸振器弹簧元件的欧拉梁弯曲刚度。介绍了动力吸振器的工作原理,给出了欧拉梁弯曲刚度的计算方法,设计并加工了一种压电型变刚度动力吸振器原理样件,并开展试验验证。动力学特性试验测试结果表明,驱动电压为0~120 V时,吸振器的移频范围为71.5 Hz~75 Hz。     

动力吸振器在摩托车振动控制中的应用

在探讨动力吸振器设计方法的基础上,设计了一阻尼式动力吸振器DVA(DynamicVibrationAbsorber),对理论计算值进行了试验验证,并将其应用于某摩托车的振动控制中。整车振动试验表明,该动力吸振器能有效地控制该车手把在发动机高转速时的振动。     

管道系统动力吸振器布置多目标优化设计

工业设备中管道系统的振动具有明显地线谱特征,动力吸振器可以有效抑制管道在特定频率下的振动。引入一类含平动和转动自由度的动力吸振器,针对某管道系统开展简谐激励下的振动控制研究。首先,分别采用梁单元、弹簧-质量单元模拟管道和动力吸振器,并将动力吸振器与管道的运动方程耦合。采用拉丁超立方体抽样方法对动力吸振器的参数进行采样,建立动力吸振器参数到管道支承位置振动响应的输入输出关系。采用Kriging插值法建立输入输出关系的代理模型,基于代理模型进行参数相关性分析。应用全局高效响应面算法,对管道上动力吸振器的布置进行多目标优化,实现管道系统的振动控制,优化变量包括吸动力吸振器的安装位置和刚度参数。并针对得到的最优设计方案进行稳健性评估,考查各设计参数在设计方案名义值附近扰动时,对各输出变量的影响。     

基于磁流变的动力吸振器特性分析

设计了一种基于磁流变液的智能动力吸振器,它利用磁流变液作为吸振器的弹性和阻尼元件,通过改变外加磁场,控制磁流变液的剪切模量来改变吸振器的固有频率,增大吸振器的吸振频带。并对吸振器的结构参数进行了研究,便于控制系统选择参数,智能调节吸振器。     

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.     

基于动力吸振原理的随机振动减振优化

针对随机振动下某器件加速度响应过大的情况,设计了2 款无阻尼梁式动力吸振器。以器件上最大加速度响应有效值最小化为减振设计目标,以吸振器安装位置、尺寸等参数为设计变量,对吸振器进行优化设计,比较了不同材料、不同形式吸振器的减振效果。研究结果表明,梁式吸振器结构简单,质量比小,在不改变印制板布局的前提下,能显著减小器件的加速度有效值。     

带动力吸振器的空气主动悬架的仿真研究

针对空气主动悬架在高频段的振动问题,设计一动力吸振器,建立带动力吸振器的空气主动悬架的1/4车辆动力学模型,结合最优控制相关理论,对带动力吸振器的空气主动悬架控制器进行设计。运用Matlab编程功能对动力吸振器参数进行优化并得到了最优参数。应用Matlab/Simulink软件对带动力吸振器的空气主动悬架的动力学模型进行频域和时域的仿真研究,并与不带动力吸振器的主被动空气悬架进行对比分析。结果表明带有动力吸振器的空气主动悬架在高频段的减振性能明显优于被动空气悬架和常规空气主动悬架。     

基于动力吸振器的中空轴系纵向减振研究

针对中空轴系的纵向振动,在轴系内部安置阻尼动力吸振器对其进行了减振设计。结合子结构综合法和传递矩阵法建立了附加阻尼动力吸振器复杂轴系的动力学模型,分析了阻尼动力吸振器与轴系的耦合系统在简谐激励下的动力学响应,并采用了有限元仿真,表明阻尼动力吸振器的加入使得轴系的纵向共振峰得到抑制,轴系共振频率附近的频响曲线趋于平缓。试验结果表明,附加阻尼动力吸振器后的轴系一阶纵向共振峰值下降显著,阻尼动力吸振器对轴系的纵向减振具有显著的效果。在中空轴系内部空间安装吸振器,既不占用多余的空间,又能获得较好的减振效果,可以作为船舶推进轴系纵向减振的一种新选择。     

基于并联机构的三维动力吸振器各向同性设计及减振特性研究

针对动力机械设备的多维线谱耦合振动控制问题,提出一种基于并联机构的三维动力吸振器,它具有模块化、附加质量小等优点。构造出采用一组关节坐标刻画的动力学方程,在此基础上推导出该新型动力吸振器的模态解析解,得到动力学各向同性条件,并据此设计出一款可抑制50 Hz线谱振动的动力吸振器。探讨了该动力吸振器在动力机械设备多维线谱耦合振动控制中的有效性及优势。分析结果表明：不同于单向动力吸振器仅能抑制其自由度方向的线谱振动,新型三维动力吸振器在三个垂直方向上对50 Hz附近线谱振动的最大减振效果均高于7 dB。