带颗粒减振剂碰撞阻尼的减振特性

传统碰撞阻尼的工作原理大都建立在动量交换、摩擦耗能的范围内,动量交换并没有将振动能量永久地消耗掉,摩擦对于高频振动具有较好的减振效果,而对于低频振动效果较差。为此提出一种以微细颗粒塑性变形将振动能量永久消耗掉的新型的碰撞阻尼,称为带颗粒减振剂碰撞阻尼。分别对在传统单体碰撞阻尼和带颗粒减振剂碰撞阻尼作用下悬臂梁减振效果进行试验研究。试验结果表明：以微细颗粒塑性变形消耗振动能量的带颗粒减振剂碰撞阻尼具有优秀的减振效果,远远超过传统单体碰撞阻尼器。带颗粒减振剂碰撞阻尼在低频振动(低于50 Hz)中仍然具有良好减振性能,这是其他碰撞阻尼所缺乏的特性。机械振动多为低频振动,带颗粒减振剂碰撞阻尼具有广阔的应用前景。     

变质量对碰撞阻尼器减振性能影响的试验研究

通过试验法,采用模拟试验装置研究碰撞体形态对阻尼器减振性能的影响。在碰撞阻尼器中加入总质量相等但大小不等的介质(即自由质量),分别测试它们在相同外力条件下的减振效果。分别对试验结果进行了振动衰减率、阻尼机理以及共振特性的分析。试验分析结果说明:在一定范围的共振区域内,具有相同质量的介质个数越多,对系统的阻尼越大,减振效果就越好。随着自由质量的数量不同,碰撞阻尼器将被考虑为变质量振动系统。     

空间桁架复合结构的阻尼减振分析与试验研究

为了解决桁架复合结构振动响应过大,光电学仪器可能发生失效的问题,利用在桁架管壁和箱体面板上敷加粘弹性约束阻尼层的方法对整体结构进行减振。采用有限元分析软件Nastran对原结构和敷加粘弹性约束阻尼层的桁架复合结构进行给定工况下的振动特性分析,得到了桁架复合结构指定位置的振动加速度响应曲线。以阻尼因子大小作为减振效果评价指标,通过对粘弹性约束阻尼层的厚度进行优化和对比分析,最终得到了最优的粘弹性约束阻尼层设计参数。试验结果表明,粘弹性约束阻尼层对于空间桁架复合结构具有良好的减振效果,试验数据和仿真结果一致,减振方案切实可行。     

弹性约束下颗粒碰撞阻尼器的理论与实验研究

为进一步研究弹性约束颗粒碰撞阻尼器的减振性能,提出了该阻尼系统的动力学模型,并模拟了该阻尼器对悬臂梁的减振效果。同时,对5种不同刚度的弹性约束颗粒碰撞阻尼器的减振效果进行了实验研究。结果表明：理论计算与实验的结果基本吻合,证明所建立的弹性约束下的颗粒碰撞阻尼系统的计算模型是可靠的;在弹性约束下的颗粒碰撞阻尼系统中,其刚度比对减振效果的影响是非线性的,且弹簧刚度对该碰撞系统的共振点存在影响。     

新型IDG不同阻尼液黏度控制齿轮轴系振动噪声的试验研究

开发设计了一种新型整体式阻尼齿轮（Integral Damping Gear,IDG）,研究IDG不同阻尼液黏度对齿轮传动系统减振降噪特性的影响规律。建立了IDG减振力学模型,分析了IDG控制齿轮系统振动的有效性;搭建一级直齿圆柱齿轮传动系统试验台,对普通圆柱直齿轮系统和不同阻尼液黏度的IDG系统支承处的振动进行了对比。结果表明,IDG能够有效控制齿轮传动轴系的振动;在本试验所用的阻尼液黏度范围内,随着IDG所用阻尼液黏度的增大,齿轮轴系的振动逐渐减小,最大黏度下的IDG平均减振幅度大于50%;同时,IDG能够有效降低齿轮系统的噪声,最大黏度下能够降低7.6 dB(A)的噪声,进一步说明IDG具有优良的减振降噪特性,可保证齿轮传动系统的平稳运行。研究为齿轮系统的减振降噪提供了一种新思路。     

镁合金阻尼特性及检测技术研究

研究了镁合金晶体在振动变形过程中的阻尼特性机理,表明其在宏观屈服前,随着应变振幅增大,阻尼特性机理依次为位错未脱钉扎时的共振型阻尼、位错脱钉扎并滑移时的静滞后型阻尼、位错线相互钉扎纠结时的静滞后型阻尼及滑移带出现时的静滞后型阻尼这4个阶段。根据理论推导过程中对各个阻尼阶段起始应变振幅的计算,试验必须测量大应变振幅条件下的阻尼,由此设计了通过一次激励获得各个阶段的阻尼应变谱的检测技术方案及试验装置。试验方案采用瞬态激励方式,控制镁合金矩形梁从大应变振幅(500×10-6)开始振动,通过测量试件在自由衰减过程中的振动信号获取4个阻尼特性阶段的数据,然后对AZ61D镁合金进行阻尼测试试验,验证了该技术方案的可行性,理论推导结论正确。     

电磁辅助支承的变刚度减振研究

对一种新型支承结构——电磁辅助支承的变刚度减振进行研究。电磁辅助支承的结构类似挤压油膜阻尼器,它直接将电磁执行器安装在主支承上,通过控制电磁执行器的电流可以改变整个支承的刚度和阻尼。该支承被应用于一单圆盘对称转子实验系统。通过对转子系统建模,仿真不同支承刚度下转子的振动响应,从而可采用变刚度来保证高速转子以较低的振幅平稳度过临界转速。实验结果证明在一阶临界转速附近,可取得70％的较好减振效果。     

采用工程机械配重的ETMD系统阻尼减振研究

为解决工程机械振动剧烈的问题,提出利用其配重设计为扩展调谐质量阻尼器(ETMD)进行了阻尼减振研究.通过建立某型轮式挖掘机有、无ETMD系统的整机阻尼模型,仿真计算得到其不同工况和不同ETMD系统参数下的阻尼性能,并与实验结果进行了对比验证.在B级和C级路面下,有ETMD系统的车身垂向加速度均方根值,相比于无ETMD系统,仿真结果分别降低了6.67％和7.76％,实验结果分别降低了7.19％和8.61％,表明该ETMD系统有效改进了整机阻尼性能.通过分析ETMD系统的阻尼特性,表明存在最优阻尼特性参数使得阻尼性能达到最优.该研究可为工程机械的振动控制提供一种新方法.     

可控阻尼磁流体滑动轴承的设计及减振性能研究

设计一种具有可控阻尼效应的铁磁流体轴承。该新型磁流体轴承采用阻尼可控磁流体代替传统普通滑动轴承内外环间隙中的润滑油,可通过外磁场调节内磁流体的黏度阻尼,来控制轴承的振动。建立由伺服电机、涡流传感器和数据采集系统组成的磁流体轴承性能测试系统,研究不同转速和电流下轴承的振动情况。结果表明:在外磁场作用下,磁流体轴承的振动幅度明显减小;同时施加的电流越大,对振幅的抑制作用越明显,表明磁流体滑动轴承的减振效果明显,且其阻尼是可控的。     

主动约束阻尼梁的分段线性二次规划自适应减振控制

为了提高对主动约束阻尼梁的减振效率和稳定性,依据能量法和有限元法建立压电约束阻尼梁的动力学模型,应用Ritz法缩减了系统模型,根据模型特点采用加速度二级反馈减振控制,并对控制系统Lyapunov方程的稳定性进行了证明,基于此提出一种分段线性二次规划(Piecewise linear quadratic programming,PLQR)自适应减振控制方法。通过对多种控制方式和不同初始频率时简支梁振动特性的分析,表明控制增益和补偿频率的选取直接影响减振控制的稳定性和收敛速度;PLQR自适应控制相对于线性二次规划(Linear quadratic programming,LQR)和恒增益恒频率调控对系统振动衰减最快;与被动约束阻尼减振相比,在固有频率附近电压和中点振幅的自适应变换最显著,具有更好的减振效果。     

Modeling of a hybrid passive damping system

The modeling of a hybrid passive damping system is presented for suppressing the multiple vibration modes of beams in this paper. This hybrid passive damping system consists of a constrained layer damping and a resonant shunt circuit. In a passive mechanical constrained layer damping, a viscoelastic layer, which is sandwiched between a host structure and a cover layer, is used to suppress vibration amplitudes in the high frequency range. A passive electrical damping is designed for targeting the vibration amplitude in the low frequency range. The governing equations of motion of the hybrid passive damping system are derived through the Hamilton's principle. The obtained mathematical model is validated experimentally. The theoretical and experimental techniques presented provide an invaluable tool in controlling the multiple vibration modes across a wide frequency band.     

颗粒直径对阻尼器减振性能影响的试验研究

通过试验,研究了颗粒直径的大小对颗粒阻尼器减振性能的影响。搭建了简支梁试验装置,将颗粒阻尼器安装在简支粱上,通过激振器给简支梁不同频率的正弦激振力,用加速度传感器测出了简支梁在不同频率振动下的加速度幅值。试验结果表明：在一阶固有频率时,颗粒阻尼器最大减振效果可以达到50．00％,但也会加剧振动;在其他频率时,最大减振效果可达到94．74％,也会加剧振动;颗粒阻尼器都对高频振动减振效果好。这为颗粒阻尼器减振机理的理论研究提供了依据。     

阻尼合金减振元件厚度与减振效果研究

通过对减振件厚度与结构耗因子及减振效果的理论分析与试验研究，找到了它们之间的相互关系。阻尼合金减振元件的厚度与结构损耗因子有密切关系。因此，减振元件厚度增减将直接影响振效果。     

镁及镁合金阻尼特性的机理研究

基于金属力学性质的微观理论,结合合金元素影响镁合金晶粒性质的分析结果,重点研究镁及镁合金晶体在振动变形过程中的阻尼特性机理,通过对阻尼特性机理的理论推导和试验验证,表明：其在宏观屈服前,随应变振幅增大,阻尼机理依次为位错弹性变形时的共振型阻尼、位错脱钉扎(滑移增殖)时、位错线相互纠结钉扎时和滑移带出现时的静滞后型阻尼四个机理阶段;杂质或合金元素的质量分数及分布影响位错源的数量及其平衡状态,进而影响各阶段的阻尼性能并决定各阻尼机理阶段的特征参数值。该研究为设计和制备高阻尼镁合金材料提供了理论基础。     

动力机械壳体基础的研究

提出了一种适用于低频动力机械的钢筋混凝土壳体基础 ,只要适当选择基础的动态参数并合理设计 ,可以使动力机械基础系统获得较好的幅频特性和明显的减振效果。使用这种基础 ,不需要任何弹性元件或减振器 ,不仅降低了成本 ,而且减振可靠。本文分析了壳体基础的减振机理和动态特性 ,给出了动力机械壳体基础的动态设计理论。     

三维编织复合材料振动阻尼特性的实验研究

采用悬臂梁自由振动衰减实验方法研究三维编织复合材料的振动阻尼特性,分析编织角、纤维体积含量和编织结构对三维编织复合材料振动阻尼特性的影响.根据测量得到的三维编织复合材料的频率和模态,确定材料的纵向弹性模量.结果表明,三维编织复合材料的阻尼性能随编织角的增大、纤维体积含量的降低而提高;而五向编织结构的材料阻尼性能比四向编织结构的材料优异.此外,确定的纵向弹性模量随编织参数的变化规律与文献中的结果一致.     

基于跑车余振的混凝土梁桥阻尼比估算方法

分析了混凝土梁桥跑车余振信号的特点,提出桥梁自由衰减振动分段幅值估算阻尼比的方法,以提高阻尼比的识别精度。该方法通过对结构余振信号分段截取做FFT变换,利用相邻两块数据的幅值求得其阻尼比。仿真分析比较了该方法与传统半功率点法估算结构阻尼比的精度,结果表明该方法在有限衰减数据长度内精度优于传统半功率点法。利用该方法对某混凝土连续刚构桥的跑车余振信号进行阻尼比识别,得到前两阶竖弯频率对应的阻尼比,识别结果稳定,可作为该桥的实际阻尼比。     

3-RRS柔性并联机器人的振动特性分析

基于有限元法、Lagrange方程和运动协调条件,建立了3-RRS柔性并联机器人的弹性动力学模型。分析了含有Rayleigh阻尼的3-RRS柔性并联机器人的振动特性。通过算例,揭示了系统阻尼固有频率与模态衰减系数的变化规律。研究3-RRS柔性并联机器人系统的振动特性可为此类机器人的机构优化设计、控制和工程应用提供指导。     

汽车悬架弹簧多级减振刚度的应用性能分析

介绍了汽车非线性减振悬架的性能特点.根据非线性悬架特点设计了一种四级减振刚度弹簧;根据非线性曲线的特点,把汽车的不同工况分解为四减振区域,并分别把每一个减振区域匹配出不同刚度的线性弹性刚度,相当于用一次曲线去逼近空气弹簧的多次刚度曲线,这样就能得到吸振能力非常接近空气弹簧的弹性特性.进一步计算了四级减振刚度悬架汽车的减振频率、静挠度、振幅、阻尼特性.计算结果表明,四级减振刚度悬架比单刚度悬架舒适性能有很大的提高.