非线性轴向运动黏弹性Rayleigh梁受迫振动的微分求积法

研究了轴向运动黏弹性Rayleigh梁的非线性受迫振动。运用广义Hamilton原理推导出梁和边界条件的非线性控制方程。通过复模态法计算固有频率和模态函数。运用多尺度法获得主共振的稳态响应,根据Routh-Hurwitz分析稳态响应的稳定性,同时得到粘性阻尼,力和非线性系数的影响曲线。如果存在不稳定区域,通过增加粘性阻尼或减小力可使稳态响应的稳定。运用微分求积法对轴向黏弹性梁的受迫振动进行数值分析,并与多尺度分析进行对比,以此来证明了多尺度法的结果的正确性。     

舰船平台设备的减振设计及振动性能研究

舰船平台系统的振动性能直接影响设备的正常使用.明确某平台系统减振性能的设计要求,根据振动理论计算出满足系统性能要求的减振器刚度与阻尼,设计出具有较低固有频率的空气弹簧减振器.针对系统的结构特点和稳定性要求进行减振器位置设计,校核平台系统在水平放置》倾斜20°等多种运用工况下的振动性能,建立平台系统的缩比试验模型,并对倾斜20°工况进行试验验证和对比研究.结果表明,平台减振系统具有良好的减振隔振性能,可以明显衰减系统随机振动.     

分段线性减振系统的振动性能分析

分析了分段线性减振系统的振动性能,目的是研究该类减振系统的某些参数对系统减振效果的影响。首先建立分段线性减振系统的数学模型,采用平均法求解系统在简谐激励下的输出响应,获得系统在稳态周期运动时的幅频特性与相频特性,同时讨论了减振系统在稳态周期运动时的稳定性问题。通过对算例的分析,总结出阻尼以及二阶位置的初始值等参数对减振系统的振动性能和抗冲击性能的影响。仿真结果表明:二阶分段线性减振系统的阻尼值越大,减振系统的抗振动、抗冲击性能越好;当二阶位置的初始值较小时,减振系统不存在不稳定区域,并且二阶位置的初始值越小,稳态共振频率越远离系统的固有频率,共振的位移响应越小,系统的冲击响应越小。     

轴向运动黏弹性梁受力参激振动稳定性的多尺度分析

研究了轴向匀速运动黏弹性梁的运动稳定性。考察轴向拉力在初始拉力的基础上做微小简谐变化的参激振动。建立了受轴向拉力参数激励时轴向运动梁的控制微分方程,黏弹性本构关系引入了物质时间导数。轴向运动梁两端的边界受由带有扭转弹簧的套筒铰支约束的混杂边界条件。应用多尺度法直接求解轴向运动梁参激振动的控制方程,并导出了当扰动拉力的频率接近未扰系统任意两个固有频率之和及任一固有频率2倍时所发生的组合共振和主共振的稳定边界方程。数值例子给出了黏弹阻尼对轴向运动黏弹性梁参激振动发生组合共振和主共振的影响,结果显示:不论组合共振还是主共振发生时,失稳区域均会随轴向运动黏弹性梁的黏弹阻尼增大而减小。     

一种碟簧减振器的动态特性分析

采用理论分析与试验相结合的方法,对碟簧减振器的静刚度特性进行了深入研究,确定了描述碟簧减振器负荷一位移关系的三次函数表达式。通过碟簧减振器动态特性试验,获取了系统的阻尼系数,并建立单向约束条件下碟簧减振系统的动力学方程,为研究碟簧减振器减振性能奠定了理论基础。     

一种小型无人直升机姿态陀螺减振平台设计及试飞验证

介绍了起飞重量为120 kg的小型无人直升机总体结构布局,简述了该飞机自动驾驶系统的工作原理,提出了要采用自动驾驶的核心感应器——姿态陀螺。对飞机进行空中振动环境测试,得到飞机悬停、前飞状态下局部部位幅频特性,为陀螺的减振平台提供设计依据。本文着重论述了减振平台设计方法,重点在平台的关键部件减振器研制;通过理论分析和实验研究,研制出了一个内腔为硅油、外部为橡胶囊,重量轻、阻尼大、结构新颖减振器。飞机经过大量飞行实验,验证了研制的陀螺减振平台性能良好,解决了陀螺共振翻倒,输出假信号难题,为无人直升机进行自驾飞行提供保证。本文为相关的陀螺减振平台提供工程设计依据。     

考虑热力耦合的橡胶减振器阻尼特性

针对橡胶减振器在热力耦合减振过程中的温度和阻尼特性的变化进行分析,引入大应变黏弹性本构模型描述橡胶材料的非线性变形和黏弹性行为。对橡胶材料进行静态试验拟合得到超弹性本构模型系数,进行动态机械分析获得材料的储能模量时程曲线和损耗因子时程曲线并拟合得到Prony级数系数。假设生热率为非弹性变形产生的能量,对模型施加边界条件和热对流边界,基于热力耦合理论对有限元模型进行分析。结果显示:模型中心温度最高,并由中心向边缘逐渐降低;不同频率下的表面温度与试验值较为接近。由于非弹性效应橡胶减振器结构动刚度和损耗因子均有损失。初始耗散能随频率增大而明显增大,随温度升高缓慢减小;最终耗散能对频率和温度变化不敏感,趋于稳定。     

频率依赖性对黏弹性复合结构振动特性的影响分析

获取黏弹性材料频率依赖性对复合结构振动特性的影响,对于黏弹性复合结构建模及阻尼减振具有重要的意义。在合理引入黏弹性材料力学特性参数的基础上,创建了处于基础激励状态并且考虑频率依赖性的黏弹性复合结构动力学分析模型,并获得了复合结构固有特性和振动响应的求解公式。以贴敷黏弹性阻尼材料的悬臂钛板为例,用试验对所研发的模型进行了验证。最后,基于所创建的模型,分析了悬臂板贴敷两种不同的阻尼材料时,黏弹性材料的频率依赖性对复合结构振动特性的影响。具体可描述为:求解复合结构固有频率和非共振响应时可忽略黏弹性材料的频率依赖性,而求解模态损耗因子和共振振动响应时,需要引入黏弹性材料的频率依赖特性;假如不考虑频率依赖性,取黏弹性材料参数所考虑频率范围的平均值获得的结算结果与考虑频率依赖性时的结果更为接近。     

磁流体阻尼可调减振器

磁流体减振器作为一种阻尼力可调减振器,具有反应时间迅速,能适用于振动系统实时控制等特点。在分析了磁流体减振器阻尼力特性的基础上,提出了磁流体减振器的非线性模型;试验验证了磁流体减振器作为阻尼可调减振器的减振性能。结果表明提出的非线性模型更能反映磁流体减振器的阻尼力特性;磁流体减振器能满足振动系统的不同阻尼的要求。     

基于压电分流阻尼技术的弹性环式隔振器阻尼研究

针对某发动机推力轴承弹性环式隔振器阻尼效果不太理想、阻尼不可调等问题,引入压电分流阻尼技术用于弹性环式隔振器减振特性研究。采用压电片代替弹性环式隔振器中的阻尼材料,设计了弹性环式压电分流阻尼隔振器,并设计了基于回转器的共振压电分流电路,建立压电分流阻尼系统机电耦合模型,研究分流电路参数的优化方法,确定了分流电路最优参数。最后建立弹性环式压电分流阻尼隔振器测试系统,实验测试了压电分流阻尼系统的减振性能,结果表明压电分流阻尼使得结构共振响应幅值降低了9 d B,明显改善了弹性环式隔振器的阻尼特性。     

馈能磁流变半主动悬架模糊滑模控制

为优化悬架减振性能和馈能性能,提出了一种馈能磁流变减振器结构,并设计了相应的半主动悬架模糊滑模控制策略。建立了磁流变减振器力学模型和馈能模型,以及相应的二自由度半主动悬架系统数学模型。针对半主动悬架系统的不确定性,基于混合天地棚阻尼控制系统,设计了滑模变结构控制器。使用饱和函数缓解系统抖振,并运用模糊控制优化滑模控制器。用谐波叠加法生成路面激励输入,分别对被动悬架、基于混合天地棚阻尼控制的半主动悬架以及基于模糊滑模控制的半主动悬架进行对比仿真。结果表明：基于模糊滑模控制的半主动悬架减振性能更好,能耗更小,且有良好的馈能性能,验证了馈能磁流变减振器结构的可行性和模糊滑模控制策略的有效性。     

有色噪声激励下非线性吸振器的能量传递

将双稳态振子作为非线性吸振器,建立了含非线性吸振器的主系统力学模型,给出了有色噪声激励下系统的控制方程并进行了量纲一化。借助数值仿真,研究了系统初值、调谐频率比、质量比、阻尼系数对主系统和非线性吸振器振动能量的影响规律。通过系统结构参数的逐步优化选择,获得了将主系统振动能量最小化并使非线性吸振器振动能量最大化的最优结构参数配置区间。     

The structure optimization of tracked ambulance nonlinear vibration reduction system

Our aim was to improve the performance of tracked ambulance nonlinear vibration reduction system by structure optimization design. The structure optimization focuses on the stretcher base. Two structure optimization schemes are proposed based on the mechanism of Dynamic vibration absorber (DVA): Linear and nonlinear structure. The linear structure optimization scheme is finally adopted by comparison of the two schemes under random vibration, and the performance of linear scheme is also verified under shock vibration. Then the global sensitivity analysis method is applied to calculate the parameter sensitivity of nonlinear vibration reduction system. Finally, the Nondominated sorting genetic algorithm II (NSGA-II) is used to optimize the performance of the nonlinear vibration reduction system. It shows that the vibration energy of the supine human body on a stretcher is reduced after above studies, which proves the validity and feasibility of the structure optimization schemes proposed and the optimization studies applied in this paper.     

液压减振器散热性能研究

液压减振器是通过消耗机械能实现减振目的的装置,但目前其散热效果并不理想,温度升高导致了减振器整体性能下降。利用路面不平度激励模型、悬架系统振动模型、热量传递模型,通过能量守恒定律建立了液压减振器的热力学平衡数学模型。综合考虑油液泄漏特性、密封特性以及液压减振器阻尼性能界定其许用油温。对液压减振器散热参数进行了分析研究,且试验结果表明分析模型与设计方法正确,为减振器的设计提供参考。     

泡沫铝在抗恶劣环境计算机机箱中的应用研究

以传统的减振器减振机箱为基础,对新型的泡沫铝材料进行研究设计出泡沫铝减振机箱.基于随机振动理论,利用有限元法对减振器减振机箱和泡沫铝减振机箱开展随机振动分析,将其力学性能进行了对比得出泡沫铝减振机箱其加速度均方根值减小量达39.6%.新型泡沫铝减振机箱比减振器减振机箱可更好的降低外界对电子设备的动态影响,提高了设备的可靠性.     

PARAMETRIC MATCHING SELECTION OF MULTI-MEDIUM COUPLING SHOCK ABSORBER

To achieve the dual demand of resisting violent impact and attenuating vibration in vibration-impact-safety of protection for precision equipment such as MEMS packaging system, a theoretical mathematical model of multi-medium coupling shock absorber is presented. The coupling of quadratic damping, linear damping, Coulomb damping and nonlinear spring are considered in the model. The approximate theoretical calculating formulae are deduced by introducing transformation-tactics. The contrasts between the analytical results and numerical integration results are developed. The resisting impact characteristics of the model are also analyzed in progress. In the meantime, the optimum model of the parameters matching selection for design of the shock absorber is built. The example design is illustrated to confirm the validity of the modeling method and the theoretical solution.     

阀系参数对汽车减振器阻尼特性的影响

为了高效研究汽车减振器阀系参数变化对其阻尼特性的影响.以汽车广泛使用的非线性液压减振器为研究对象,结合减振器阻尼元件受力分析,运用MATLAB软件建立减振器特性仿真模型,通过仿真数据与台架试验数据拟合度分析验证了所建模型的可靠性;进而利用仿真模型对减振器阀系展开敏感性因素分析,得到了对阻尼特性影响显著的阀系参数;研究了...     

粘弹性阻尼安装架结构设计及减振效能分析

粘弹性阻尼材料的最大优点是可以在很宽的频域和温域内对振动进行抑制,特别适用于机载电子设备结构减振问题.文中阐述了在某机载电子设备安装架上敷设粘弹性阻尼材料的方法和典型工艺,并利用有限元仿真方法对安装架敷设阻尼层前后的减振效能进行了对比,结果表明敷设阻尼层后的安装架有更好的减振效能.     

具有非对称力学特性的汽车磁流变减振器设计与控制

为降低汽车磁流变悬架系统中传感器成本,提高系统可靠性,提出了一种具有非对称力学特性的汽车磁流变减振器结构设计方案及分级控制方法。根据结构设计方案,对其力学输出特性进行了理论分析,并进行了样机加工与试验测试。为分析分级控制算法在相应半主动悬架中的控制效果,建立了1/4车辆悬架动力学模型,进行了动力学仿真分析。研究结果表明,所设计的磁流变减振器具有连续输出非对称阻尼力的工作特性,验证了设计思路和方法的有效性;采用分级控制算法的半主动悬架在适应道路条件的变化方面比被动控制下的悬架具有更大的优越性;虽然分级控制的控制效果在部分路面下没有天棚控制的控制效果好,但基于分级控制的减振控制系统可以节约成本并提高可靠性,具有较好的应用前景。