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。     

双激励下轮毂电机悬置构型对电动车平顺性的影响

为解决轮毂电机引入电动汽车使车辆垂向负效应加剧的问题,研究路面激励和电机垂向激励耦合下轮毂电机悬置构型对车辆垂向性能的影响. 综合分析国内外电动汽车构型影响规律,比较两种分别以电机定子和电机整体悬置作为动态吸振器车辆构型的平顺性,搭建双重激励计算模型选择优选方案,以车辆平顺性指标均方根值最小为优化目标,应用NSGA-Ⅱ算法对优选方案中动态吸振器的橡胶衬套刚度和阻尼进行优化设计,得到满足要求的构型和匹配参数,并对优化后的车辆构型进行仿真验证. 研究结果表明:两种悬置方案都缓和了由于轮毂电机引入带来的负面效应,而对择优选出的电机整体悬置方案优化后可使车身加速度降低38.53%,轮胎动载荷下降7.94%. 仿真结果证明,针对路面和电机双重激励提出的优化构型及参数,改善了轮毂电机驱动电动汽车的垂向负效应,提高了车辆平顺性和安全性.     

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。     

基于多目标遗传算法的二自由度动力吸振器优化设计

针对实际工况中常见的具有平移和绕质心转动两个自由度的无阻尼主系统,提出了一种二自由度动力吸振器,通过对吸振器刚度和阻尼的优化,使主系统获得良好的减振效果。用位移、加速度、角位移和角加速度对主系统振动进行评价并作为优化目标。采用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)解决4个优化目标、3个设计变量的多目标优化问题,得到含有60个解的Pareto最优解集。用熵权TOPSIS法对Pareto最优解进行排序,选取最优解作为动力吸振器优化设计的解。对动力吸振器进行仿真分析,频域仿真结果和随机激励下的时域仿真结果表明:参数优化后的动力吸振器使得主系统的4个振动评价指标均大幅降低,二自由度动力吸振器的振动控制效果良好,NSGA-Ⅱ和熵权TOPSIS联合优化方法适用于二自由度动力吸振器的优化设计。     

考虑电机参振的电动汽车平顺性频域分析模型

针对某型电动乘用车,建立考虑电机参振的11自由度电动汽车平顺性频域分析模型,分析车辆典型响应的传递函数和功率谱密度基本特征,计算不同行车速度和路面等级下各响应的均方根值;从降低电机振动和提高整车平顺性角度,分析不同悬置刚度和阻尼、电机总成质量对上述特性的影响。结果表明:建立的分析模型与传统模型相比,不仅可分析整车平顺性,还能用于研究电机振动状态及其对整车平顺性的影响;电机总成参数对整车平顺性的影响较小,但对电机自身振动影响明显,增大电机总成悬置刚度和阻尼、减小质量有助于降低电机振动,悬置刚度增大会略微降低整车平顺性。     

车辆电磁馈能式动力吸振器设计

考虑线圈质量、电感、电阻以及机械振动系统与电磁式能量回收装置之间耦合作用，建立装有簧上电磁馈能式动力吸振器（EMER-DVA）的四分之一车辆动力学模型.基于动力吸振原理及电磁馈能系统动刚度特性获得EMER-DVA参数匹配设计.对比分析传统式动力吸振器（DVA）、EMER-DVA和无DVA车辆的车身振动加速度、悬架动挠度及输出功率的幅频特性，以及在正弦位移、随机位移激励工况下EMER-DVA和无DVA车辆的时域振动特性和振动能量回收性能.结果表明，EMER-DVA使车身振动加速度、悬架动挠度振动传递率在悬架固有频率处分别降低17.8%和8.7%.在C级随机不平路面、不同车速下，车身振动加速度、悬架动挠度均值降低3.2%、2.7%，输出功率、EMER-DVA挠度均值分别为0.98 W、11.8 mm；在D级随机不平路面下，相应参数分别为4.5%、3.1%、2.8 W、21.3 mm.可以看出，EMER-DVA在提高车辆行驶平顺性的同时可以有效回收振动能量.开展EMER-DVA台架振动试验，试验结果与数值计算结果较吻合，验证了本研究EMER-DVA动力学模型的准确性.     

基于十自由度车辆模型的汽车平顺性分析

通过建立十自由度车辆动力学模型,对汽车平顺性进行分析.运用振动理论分析了车辆的传递函数和振动特性,并通过讨论选择了车身质心加速度、悬架动挠度、车轮相对动载荷、车身俯仰角加速度等参量作为平顺性评价标准.通过Matlab/Simulink对车辆振动特性进行仿真,讨论了轮胎刚度和动力总成悬置刚度对平顺性的影响.结果表明,两者的增加均导致汽车平顺性变差.通过仿真实例可见,该动力学模型可利用设计初期的车辆参数对汽车平顺性进行预测和评估,从而减少样车开发成本.     

钢轨底部动力吸振器对钢轨振动与噪声的影响

为分析钢轨底部动力吸振器对钢轨振动特性和声辐射特性的影响,建立钢轨振动-声辐射模型.首先,根据铁路板式轨道实际拓扑结构建立三维实体有限元模型,采用直接法求解钢轨结构的特征值问题;其次,计算分析了钢轨在垂向单位力激励下的导纳特性与振动衰减率;再次,利用轮轨滚动噪声预测模型计算分析了动力吸振器对钢轨声辐射功率的影响;最后,对轨底动力吸振器的参数影响进行了分析.结果表明:轨底动力吸振器的减振频段为750～1 650 Hz,降噪频段为800 Hz以上;吸振器的质量比越大其减振降噪水平越高,但减振降噪水平的提高效率越低;在一定范围内适当增大吸振器刚度可略微提高降噪水平,但是刚度过大会加剧钢轨的振动及其纵向传播;阻尼系数影响减振降噪作用频率的带宽,需要保证足够大且与吸振器质量、刚度相匹配.对钢轨底部动力吸振器减振降噪作用和参数影响的计算分析可以为钢轨轨底动力吸振器的参数设计以及低噪声钢轨的选型提供一定的参考.     

考虑垂向-侧向运动的半挂列车动力学建模及分析

铰接车辆的动力学模型对于理解车辆系统内在的复杂关系,预估车辆性能的变化以及完善新车型的开发具有重要意义.本文建立了11自由度垂向和侧向耦合的3轴半挂汽车列车动力学模型.通过与整车的平顺性模型对比,验证所建模型的有效性.并且进一步研究了道路的不平度激励、车辆行驶速度、挂车悬架刚度、挂车轮胎刚度参数变化引起的车身跳动和侧倾...     

双振子动力吸振器设计与仿真分析

针对传统振子吸振器单频吸振的局限性,以及为减小薄板结构的振动响应,基于单振子模型建立双振子多频动力吸振器。先介绍了双振子动力吸振器的模型,采用弹簧-质量单元构成吸振系统对振动能量进行吸收;再介绍模型参数的确定方法;最后,利用有限元软件对双振子模型的吸振效果进行仿真分析。仿真分析结果表明:所设计的双振子吸振器具有较好的吸振作用,且具有结构简单、安装方便的优点。     

逆式动力吸振器的机电模拟实验

对传统的动力吸振器加以发展，研制出新型逆式动力吸振器。研究了阻尼对逆式动力吸振器幅频特性的影响。并应用机电模拟方法进行了电模拟实验，所得结果与理论分析结果吻合较好，依据理论分析和机电模拟结果试制了逆式动力吸振器样机模型。     

轮毂电机驱动电动汽车平顺性综述

回顾轮毂电机驱动电动汽车的平顺性问题研究.非簧载质量的变化对轮胎动载荷影响很大,可恶化轮毂电机式电动汽车的接地性能,使操纵稳定性和行驶安全性急剧下降.通过降低轮胎动载荷、设计轮毂电机悬置或安装吸振器来改善轮毂电机式电动汽车的垂向特性;通过轮毂电机内置悬置系统、轮毂电机的轻量化、设计盘式电机等改善车辆的平顺性.改善轮毂电机设计及安装将是轮毂电机平顺性研究的一个重要方向.     

基于路面激励的动力总成受振特性分析及评价

为探求路面激励下车辆动力总成的受振特性,以动力总成质心振动加速度和相对振动位移为评价指标,建立了包含有6自由度动力总成模型的13自由度整车模型.以某等级道路轮廓和发动机自身振动为激励,分别进行了车速为60、45和30km/h的动力总成受振状态数值计算,分析了不同车速下动力总成的受振特点,并在振动加速度分析时提出了采用全程平均振动加速度的分析方法.研究结果表明：在同一路面轮廓下,车速越高则动力总成的质心振动加速度和相对振动位移越大,而各车速下动力总成偏转角度差别不大.     

使用动力吸振器降低轴系纵振引起的水下结构辐射噪声研究

以带有推进轴系的单层锥柱结合壳体为研究对象,用FEM/BEM方法计算轴系纵振激励导致的结构水下振动与声辐射响应.为了降低结构水下辐射噪声,在推进轴系上安装动力吸振器,分析了动力吸振器质量、阻尼和个数对水下结构辐射噪声特性的影响.数值计算结果表明,动力吸振器的减振效果具有较强的频率选择性,吸振频率相同的条件下,可以通过增加动力吸振器的质量、阻尼和吸振器的个数来改善水下结构的辐射噪声.     

大跨斜拉桥在移动荷载作用下的振动控制

多重调质阻尼器(MTMD)是由多个具有不同频率、不同质量或不同阻尼的调质阻尼器构成的动力吸振器群,被广泛应用于结构的被动控制中.采用频域分析方法考虑TMD在多自由度结构中的布置,推演了具有MTMD多自由度结构振动控制振型广义坐标的频率响应方程,以一座大跨斜拉桥为例,针对结构振动的控制振型,进行了MTMD参数分析,并研究了MTMD控制下斜拉桥在移动荷载作用下的竖向振动,计算结果表明,在随机不平顺桥面条件下,MTMD能够有效减小结构在移动荷载激励下的竖向动力响应.     

飞机壁板附加动力吸振器后的振动与声辐射

本文运用模态分析方法系统分析了飞机壁板附加动力吸振器前后的结构振动特性，推导出了动力吸振器减振降噪量公式，并对动力吸振器各能数以及安装位置对其减振降噪效果的影响进行了分析和讨论。在此基础上设计了适合于飞机壁板安装的动力吸振器，并进行了实验室实验和飞机了飞行试验。结果表明，动力吸振器用于抑制飞机壁板的振动与声辐射具有良好的前景。     

多自由度振动系统动力吸振器参数优化设计方法及分析

建立了多自由度振动系统动力吸振器参数优化设计方法，并进行了实例计算与分析。该方法具有通用性强，计算效率及精度高的特点。     

汽车-连续梁桥-列车耦合振动及行车舒适性研究

为研究车速、车辆编组及轨道不平顺等因素对汽车-桥梁-列车耦合系统的影响,本文以滨州黄河公铁两用桥梁为例,利用ANSYS软件,建立桥梁有限元模型及汽车和列车的多刚体模型,通过约束方程,将3个子系统进行耦合,得到了轨道不平顺、车速和车辆编组对桥梁动力位移和行车舒适性的影响。研究结果表明,增加桥梁结构阻尼,可以有效地减小汽车与列车间的相互影响;桥梁的结构位移主要与跨度和列车编组有关,与车速和轨道不平顺几乎无关;轨道不平顺对行车的舒适性影响非常大。该研究对行车舒适性具有重要意义。     

关于两自由度无阻尼系统的谐迫振动和动力吸振器

用待定系数法给出了一般初值条件下无阻尼两自由度振系对筒谐激励的响应，并用坐标变换法证明在一般初值条件下动力吸振器不能完全消除主要系统的振动。     

高层建筑吸振器的最佳参数

第二类动力吸振器用于控制建筑结构与基础之间的相 对运动。本文推导了第二类动力吸振器的最佳参数的计算公式，并且与控制结构绝对运动的第一类吸振器进行了比较。