基于功率流理论的主动式动力吸振器控制方法

提出一种用于主动式动力吸振器的开环控制方法,使输入主系统的净功率流最小。首先,基于叠加原理,推导输入主系统净功率流的解析表达式,针对特定的系统,计算净功率流值,搜索各激励频率下净功率流的最小值及其对应的主动控制力,对主动控制力进行曲线拟合,得出主动控制力与激振频率的函数关系,即为主动力控制率;最后,对主动式动力吸振器进行频域和时域仿真,结果表明,采用该控制方法的主动式动力吸振器相比于被动式动力吸振器,具有更好的吸振效果和更宽的抑振带宽。对功率流理论及动力吸振器主动控制的研究提供了一种新的思路和方法,具有一定的参考价值。     

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。     

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.     

被动式动力吸振技术研究进展

综述被动式动力吸振技术的研究概况及其发展.根据结构特点和参数形式将动力吸振器分为单自由度型、组合型、多自由度型、连续参数型和非线性参数型等几种类型,针对其安装于不同主振系、在不同激励下的优化设计问题,总结归纳前人的相关研究成果,梳理当前的研究进展,并提炼今后的发展方向.目前用来抑制主振系单个振动模态的单自由度动力吸振器设计理论已经基本成熟,组合型动力吸振器的优化设计问题也得到了较充分的研究,多自由度型、连续型和非线性动力吸振器的设计和应用成为了研究热点.多自由度动力吸振器能够降低吸振代价,提高吸振效率,其结构设计、参数优化和工程应用等问题都有待进一步充分研究.非线性动力吸振器具有更丰富更复杂的动力学行为,有可能产生新现象、新效应,尤其值得更深入地研究.另外,附加多个吸振器后整个系统的动态响应分析方法也是值得关注的问题.     

基于质量动态匹配的吸振器的振动控制方法研究

为了研究自调谐吸振器的振动控制策略,分析了系统中吸振器质量及与其耦合的阻尼对振动控制效果的影响,建立了不同的数学模型的运动方程,通过对比分析了在有无动静质量时系统的减振效果,进而对吸振器的控制策略进行研究。为使吸振器的固有频率与激励频率匹配,将谐振时主系统与子系统的相对相位作为评价指标,对吸振器的质量和激励频率进行拟合得到控制方程,提出了一种质量动态匹配的开环控制法,跟踪得到不同激励频率下的控制质量,进而可对主系统的振幅在较宽的频段内进行减振控制。通过实验分析,对自调谐吸振器在宽频带的振动有稳定、快速的控制。     

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。     

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。     

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。     

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。     

液压缸非线性弹簧力下的轧机特性及控制

建立了非线性弹簧力约束作用下的轧机辊系振动模型,采用平均法求得轧机辊系的幅频响应方程。仿真分析了不同非线性弹簧力和活塞杆初始位移的幅频特性曲线,以及系统分岔响应随外激励幅值的变化规律。引入吸振器控制装置,比较了吸振器加入前后的时域曲线和幅频曲线,仿真分析了吸振器质量、弹簧力和摩擦力对幅频曲线的影响。研究结果表明：非线性弹簧力和外激励都会改变轧机辊系振动特性的规律,吸振器的控制效果与吸振器质量、弹簧力和摩擦力有关。     

用于管道减振的新型动力吸振器

设计了一种适用于管路系统减振的弹簧片式动力吸振器。该吸振器在结构上采用螺栓与管路进行连接,采用弹簧片-质量块构成弹簧-质量系统对振动进行吸收,具有结构简单、调频和安装方便的优点。对动力吸振器进行了结构设计并进行了参数选择,建立管路有限元模型分析了安装减振器前后系统的谐响应,最后进行了实验验证。实验结果表明,动力吸振器将共振频率下的振动降低了90%以上,与相同质量大小的质量块的减振效果的比较表明,吸振器的减振效果明显优于质量块的减振效果。     

基于Newmark-β法的非接触式机械密封轴向振动研究

振动对非接触式机械密封性能有着重要影响,如导致碰撞和泄漏。构建包括静环-液膜-动环-弹性元件的密封系统模型,探讨自由衰减振动、自激振动和地震极端振动3种激励下,密封系统静环、动环和弹性元件的位移以及密封系统泄漏和碰撞的情况。研究表明：在不受外界激励的情况下,在自由衰减振动下密封系统轴向稳定性和密封性能良好;密封系统在受到简谐振动激振力形式的自激振动干扰后,系统位移量明显增大,会显著影响密封性能;叠加一定地震烈度的随机平稳地震动影响下,弹性元件位移量大幅增加,密封失效。振动对非接触式机械密封性能的影响显著,应确保密封端面间液膜厚度稳定且足够小,以维持密封系统的长周期运转。     

平台振动控制中粘弹性阻尼器及其位置优化

针对结构复杂的多自由度海洋平台模型，设计了粘弹性阻尼器，研究了基于粘弹性阻尼器的海洋平台振动控制及阻尼器的位置优化，考虑到粘弹性阻尼器的减振原理，采用层间相对位移的均方差作为阻尼器的定位准则，使海洋平台受控点的位移响应降低到允许的范围内。针对一个实际的7自由度的海洋平台计算模型，在随机波浪载荷作用下进行了平台振动响应分析及阻尼器的位置优化设计。结果表明，大跨安装阻尼器后平台位移响应谱幅度大大地降低。     

某宇航相控阵天线振动故障分析

文中针对某宇航相控阵天线在随机振动验收试验过程中的振动故障,首先通过罗列故障树和摸底试验进行故障定位,分析认为DSP芯片引脚在振动过程中应力过大是造成其开裂的主要原因;然后通过有限元法计算试验条件下DSP芯片引脚处的加速度和应力响应,仿真结果与试验结果比较一致;最后根据有限元模型开展相控阵天线主结构的优化设计,增加主结...     

随机振动下隔振器中圆锥螺旋弹簧的疲劳分析

文中针对某电子设备上隔振器中圆锥螺旋弹簧在耐久试验中发生多次断裂的问题展开了研究。由于圆锥螺旋弹簧的非线性,无法进行模态分析和随机振动分析,因而依据加速度等效的原则将随机振动分析等效成静力分析,用有限元分析软件ANSYS Workbench得出圆锥螺旋弹簧的应力值。利用PSD频域分析法和"高斯三区间法"进行疲劳计算,经过几次迭代计算得出最优的弹簧材料参数和直径尺寸。按照仿真分析和疲劳计算结果设计的隔振器目前已顺利通过了耐久试验。     

多自由度无阻尼动力吸振器的理论研究

讨论了将简谐激振下无阻尼单自由度主系统的动力消振原理推广到多频谐波激励下无阻尼多自由度主系统的情况,通过选择一个合适的多自由度无阻尼动力吸振从系统。即从系统的固定频率正好是所有的激振力的频率,可以完全消除多频谐波激励下无阻尼多自由度主系统中某质点的振动响应。还讨论了根据给定弹簧-质量系统的特征值及对该系统进行小的、已知的修正后所得系统的特征值,来直接重构质量矩阵和刚度矩阵的方法。     

悬臂式刚度自调谐吸振器动力学特性研究

根据轴力变化对悬臂式结构固有频率的改变规律,设计一种由压电材料驱动的刚度自调谐动力吸振器。首先,研究适用于这类吸振器的半主动控制方法,分别采用逐步寻优和遗传控制算法对吸振器固有振动频率进行实时调节;其次,结合实际受控系统进行动力学仿真分析;最后,在获得有效振动抑制的基础上进一步将吸振器应用于风洞测力模型的振动控制试验研究。试验结果表明：吸振器能够将风洞测力模型端部振动抑制效果提高至40dB以上,与其他类型的振动控制器相比具有更为优异的动力学性能。