双重惯质调谐质量阻尼器的参数优化与振动分析

为研究惯质耦合布置对于调谐质量阻尼器(TMD)减振性能的影响,提出一种新型的被动控制装置,即双重惯质调谐质量阻尼器(DTMDI)。将DTMDI布置在单自由度主结构上,对振动系统分别开展了H_∞优化与H₂优化,得到两种优化方法下最优调谐参数的解析解形式。在参数优化分析的基础上,比较分析了DTMDI与三种已有的被动控制装置(TMD、TMDI和TIMS)的减振效果。研究结果表明,惯质耦合布置不会提升TMD的工作性能;当主结构的阻尼比被忽略时,减振效果从高到低依次为：TMDI>DTMDI>TMD>TIMS。提出的DTMDI具有较好的减振效果。     

齿轮齿条式惯质粘滞阻尼器的拉索减振机理研究

针对一种新型的齿轮齿条式惯质粘滞阻尼器,利用归一化的复模态方法,讨论了该新型阻尼器的自身性能参数和耗能性能;建立了考虑垂度的拉索-惯质粘滞阻尼器振动体系,用归一化的方法研究了惯质系数和阻尼系数对拉索模态阻尼比的影响。模型试验与数值计算的分析表明：由负刚度产生的位移放大效应使惯质粘滞阻尼器具有良好的拉索减振效果;在考虑单阶振动时,为达到较高的单阶模态阻尼比,不同阶次所需惯质系数与阻尼系数有所不同;在惯质系数为优化值时,惯质粘滞阻尼器能够同时使得相邻的两阶振动的模态阻尼比达到最大。     

惯组野外测试时振动干扰的检测与提取

惯组（即惯性器件组合）在外场进行标定时常常会受到地基振动的干扰,这种干扰会对惯组的测试精度造成极大的影响。首先建立振动信号的数学模型,然后根据振动信号与噪声信号奇异性的差异,利用小波模极大值法对惯组的输出信号进行分析,并推导抑制噪声干扰、提取振动信号的算法。仿真实验表明该算法对振动干扰具有很好的检测能力。     

基于MATLAB的3-RPS并联机构控制系统仿真

针对传统螺旋法求解并联机构Jacobian矩阵的缺陷,提出了一种基于并联机构微运动分析的微位移法.该微位移法在求解过程中可避免求解超越方程组的难题,且得到的Jacobian矩阵为非奇异方阵.同时,针对并联机构传统控制器轨迹跟踪精度低的问题,设计了一种基于并联机构动力学方程和比例切换控制律的滑模变结构控制器(SMC).首先,建立机构的MATLAB/SimMechanics仿真分析模型,采用微位移法求解并联机构的Jacobian矩阵,为控制系统提供理论参考输入值.其次,设计SMC控制器,运用Lyapunov函数证明控制器的稳定性;最后,分别建立机构PID控制和SMC控制系统的MATLAB/Simulink框图,对其进行仿真分析与对比.结果表明:SMC控制器的轨迹跟踪精度比PID控制器的精度高,稳态误差小,且鲁棒性强,响应速度快,从而验证了SMC控制的有效性.     

海洋平台周期桁架结构振动特性研究

海洋平台长期处于洋流、台风及地震等恶劣环境中,其减振性能影响到设备运行和人员安全。基于周期导管结构的带隙特性,将海洋平台设计成全周期桁架结构。建立周期桁架结构的有限元分析模型,进行海洋平台周期桁架结构的响应计算,对比了传统桁架结构与周期桁架结构的响应特性,研究周期桁架的几何结构参数对海洋平台结构减振性能的影响规律。结果表明：海洋平台周期桁架结构的减振性能比传统桁架结构的减振性能提高了4.5 dB,带隙范围内的振动得到了显著降低。因此,在减振设计领域,周期结构在海洋平台桁架结构中具有很好的应用前景。     

3-RTT并联机构的奇异轨迹分析

基于3-RTT并联机构运动学分析,建立该并联机构的速度方程和雅可比矩阵的解析表达式。应用空间模型理论建立该并联机构的空间模型,并对该并联机构的奇异轨迹进行研究。应用数值方法,得到空间模型中子区域内具有代表性的无量纲并联机构在Z轴不同截面上的奇异轨迹曲线,分析结论为该并联机构的设计提供依据。     

分数阶惯容悬架动态特性研究

采用分数阶微分理论描述液力式惯容器的力学特性,建立分数阶惯容悬架系统动力学模型。采用拉普拉斯变换方法研究分数阶惯容悬架系统在简谐激励下的动态响应,分析系统结构参数对悬架动态特性的影响规律,并结合数值解验证解析解的精确性。研究分数阶惯容悬架系统在随机路面激励下的动态特性,并与整数阶惯容悬架系统进行对比。结果表明相较整数阶惯容悬架系统,运用分数阶惯容悬架系统能进一步减小车身振动,提高系统动态特性。研究为将分数阶微分运用于惯容悬架系统提供理论指导。     

分数导数描述的粘弹性基础-动力机器系统振动特性分析

粘弹性基础采用分数导数Kelvin本构模型,建立了分数导数描述的粘弹性基础-动力机器系统的动力学有限元方程,Zhang-Shimizu分数导数数值积分法给出了数值解,讨论了分数导数算子和粘弹比对系统的影响.     

自适应主动振动控制仿真分析

在FxLMS自适应算法中,次级通道会影响输入信号自相关矩阵的可对角化性和特征值扩散度,从而影响算法的收敛速度。为了降低次级通道对输入信号的影响,加快算法的收敛,提出将改进的FxLMS算法—SOFxLMS算法应用于振动主动控制研究中。在Simulink中分别搭建基于两种算法的主动振动控制仿真结构,基于系统稳定的前提,在相同条件下对两种算法进行仿真对比分析。仿真结果表明:在迭代步长较大、滤波器阶数较少的条件下,SOFxLMS算法具有更好的振动控制效果。     

软土与岩层地质下地铁隧道振动传递特性分析

在软土和岩层不同地质条件下采集列车通过时隧道壁及隧道上方地面距隧道中心线水平距离为0、15 m和30 m处的垂向振动,经过Fourier变换和1/3倍频程处理得到振动的频谱特性,分析不同频段振动的传递损失。结果显示,对于软土地质和岩层地质,在传递过程中都存在两个振动峰值;振动从隧道壁传至地面0 m时,软土内高频振动衰减较大,岩层内低频振动衰减较大;在地面传播过程中,对于软土地质,在15 m处出现振动放大现象;在30 m测试距离内,12.5 Hz以下的低频振动在两种地质条件下均衰减较小,在30 m处40 Hz以上的振动在两种地质条件下均衰减较大,此研究结果可为不同地质条件下地铁线路上部建筑减振及地铁线路规划提供参考。     

含分数阶惯容器隔振系统的临界阻尼设计

为了研究用含分数阶导数描述的液力惯容器的非线性隔振系统特性,建立无量纲动力学模型.在无阻尼控制时,通过对比力传递率特性指标讨论参数对隔振系统性能的影响.结果表明分数阶惯容器能够反映液力式惯容器的多相特性,既有惯性作用又有一定阻尼作用,相比整数阶惯容器在隔振效果上有一定优势,但同样不能有效抑制非线性效应.在忽略非线性项的...     

一种滚动隔震平台动力学建模及实验研究

针对振动敏感型设备地震响应隔离问题,研究一种滚动隔震平台,并给出凹形复位板曲面轮廓。建立隔震平台的运动微分方程,通过数值仿真对El-Centro地震波响应进行分析,结果表明隔震平台可消减地震加速度向其承载设备的传递,并且曲面轮廓限制了设备的相对位移。在仿真分析的基础上,对滚动隔震平台的隔震性能进行实验验证,结果显示滚动隔震平台水平方向共振频率在0.5 Hz~1 Hz之间,对于0~16 Hz内的随机激励,隔震后的加速度RMS值下降90%以上;在隔震区,对单频激励也有较好的衰减效果。     

空气弹簧隔振平台调平精度影响因素分析

针对四个空气弹簧支撑的隔振平台自动调平系统产生误差的原因进行了较全面地分析.从倾角传感器本身精度、安装误差、零漂及温漂、气动滞后性、电磁阀响应频率等方面对调平系统精度的影响进行了详细介绍,并最终定量地给出了这些因素造成的误差.最后针对上述误差及其产生的原因提出了相应的补偿对策,进而为提高空气弹簧隔振平台调平精度探测出一条有效途径.     

地铁站台噪声特性分析

采用噪声与振动测试分析系统,对地铁车辆进入站台和驶出站台及站台广播噪声进行测试与分析。通过对数据分析得出：站台主要噪声源为车辆通过站台时的轮轨噪声与车辆制动啸叫声的叠加,等效声级81.5 dB(A),频率范围200~4 000 Hz。无车辆通过时广播噪声为主要噪声源,等效声级为79.1 dB(A),频率范围为500~1 000 Hz。该研究结果对地铁车站的减振降噪设计具有较高的现实意义和应用价值。     

一类混合隔振系统非线性动力特性分析

研究磁悬浮—气囊主被动混合隔振系统的非线性动力特性,包括对系统的稳定性分析和位移响应的计算及其模拟仿真。通过对磁悬浮—气囊主被动混合隔振装置的简化,建立与之相适应的非线性动力微分方程;利用谐波平衡法对非线性微分方程进行求解,研究系统方程的幅频响应曲线在不同参数下的变化规律;由Lyapunov稳定性定理对系统进行稳定性判断;通过Simulink软件对整个系统进行模拟仿真得出位移的功率谱曲线,分析结果表明混合隔振系统在低频激励下的稳定性更好,隔振效果明显。     

应用改进型摩擦模型的隔振吊架动力特性研究

(研究一种新型吊架的隔振特性。引入改进型Stribeck摩擦模型,该模型综合考虑正压力及相对速度对滑动摩擦力的影响,由此得到在宏观滑动条件下的摩擦力函数。根据改进的摩擦模型设计吊架结构,使用Runge-Kutta数值方法计算该吊架的自由响应、强迫响应及冲击响应。结果表明：该型吊架在余弦激励作用下,对高幅值（ 30 mm）低频段[ω=0.1 ωn→ωn]和低幅值（5 mm）高频段[ω=1.4 ωn→6 ωn]这两种的工作状态均有良好的隔振能力。表明该系统也具备了一定的抗冲击能力。     

周期桁架结构浮筏隔振特性分析与实验研究

利用周期结构特性和波形转换作用,提出一种新型周期桁架结构浮筏。首先利用有限元方法建立浮筏结构的数值模型并计算其频响特性,通过频响函数综合建立包含机组、浮筏和基础的振动传递模型,在隔振系统中评价新型桁架浮筏的性能,然后在此基础上,对新型桁架浮筏隔振系统进行实验验证。结果表明：周期桁架结构浮筏比传统浮筏能够更有效地抑制振动传递,组成浮筏隔振系统后,在与浮筏上下层隔振器的共同作用下,整个隔振系统在更宽的频段内对振动传递产生抑制作用。     

双三角并联机器人精度综合

针对双三角并联机器人的特点,采用位置反解直接求导的方法,建立了包括全部结构参数误差和主轴端位姿的精度综合模型.引入影响因子加权法完成了并联机器人位姿的精度综合.并结合实例给出了综合后所获得的各铰链点及杆长的公差值,为此类并联机器人结构的精度设计提供了一条有效的途径.     

双三角并联机器人精度综合

针对双三角并联机器人的特点,采用位置反解直接求导的方法,建立了包括全部结构参数误差和主轴端位姿的精度综合模型.引入影响因子加权法完成了并联机器人位姿的精度综合.并结合实例给出了综合后所获得的各铰链点及杆长的公差值,为此类并联机器人结构的精度设计提供了一条有效的途径.