非线性动力吸振器的动力学分析

运用非线性振动的模态方法对非线性动力吸振器进行了动力学分析,研究了该类吸振器的反共振工作点、工作点的稳定性以及阻尼对反共振工作点的影响.     

反共振双层隔振系统分析

提出以反共振隔振方法进行双层隔振系统设计,在不降低隔振区传递率衰减速率的条件下,抑制共振峰值改善双层隔振性能。针对三型单惯容反共振隔振器(anti-resonant vibration isolator, AVI),进行了结构选型分析,优选了二级串联型三元件反共振隔振器用于双层隔振系统;基于传递曲线存在与阻尼无关的固定点性质,建立了反共振双层隔振系统的调谐优化方法;考虑了反共振隔振器作为上层和下层隔振装置两种情形,根据所建立的优化方法分别得到了两种情形下刚度比和阻尼比的优化数值解,分析了调谐状态下共振峰值关于质量比的变化规律,最后讨论了传统隔振器(conventional vibration isolator, CVI)阻尼的影响。结果表明：反共振隔振器在共振区有效抑制共振峰值,在隔振区保持双层隔振传递率衰减速率;共振峰值与质量比成负相关性;传统隔振器阻尼对反共振隔振效果不产生实质影响,但改变隔振区传递率衰减速率。     

舰船轴系纵向减振用共振转换器的滤波特性分析

共振转换器是舰船推进轴系纵向减振的有效装置,其对内部液压油脉动压力的滤波作用是实现其减振功能的技术条件。对共振转换器的各构成元件进行模化,基于平面波理论建立其传递矩阵形式的动特性方程,结合边界条件,推导出液压油脉动压力的传递函数。通过对其幅值谱分析可知,共振转换器在分支固有频率处出现反共振现象,可有效衰减液压油脉动压力,相当于对特定频率的脉动压力进行过滤。共振转换器的反共振峰值与分支最小阻抗密切相关,减小分支最小阻抗可提高共振转换器的滤波效果。单导管单容腔式共振转换器的滤波频带狭窄,为改善其滤波性能,提出3种变式结构的共振转换器。     

面内弹性绳系卫星系统的内共振

研究了绳系卫星系统因系绳弹性和俯仰运动相耦合而引起的非线性内共振问题。首先应用Kane方程建立了面内椭圆轨道两体弹性绳系卫星系统在状态保持阶段的非线性动力学模型,分析了可能发生的内共振条件。然后,基于多尺度方法获得内共振下的调制方程及其Jacobi椭圆函数表示的解析解。结果表明,轨道摄动因素不会影响内共振,系统参数引起的内共振耦合振动会在两个模态之间相互传递,其调制周期取决于初始模态幅值。在一定的调谐参数上,模态振幅出现饱和现象。     

反射型和透射型导模共振滤光片的设计

本文设计了中心波长为1315 nm的反射型和透射型导模共振滤光片,并利用严格耦合波法分析了其光谱特性。首先设计了中心波长1315 nm单层反射型导模共振滤光片,但由于覆盖层和基底层的折射率不匹配,使得远离中心波长处的反射率偏高,引入减反射层设计后,中心波长两侧的反射率明显降低。其次设计了中心波长1315 nm的透射型导模共振滤光片,分析了光栅层厚度对中心波长位置的影响。用严格耦合波法计算表明,设计的反射型和透射型导模共振滤光片具有优良的光谱性能。     

新型聚焦反共振式主减隔振系统性能分析

为降低直升机向机体传递的旋翼动载荷,提出了一种新型聚焦反共振式主减隔振装置。通过建立聚焦反共振式主减隔振系统参数模型,分析了聚焦反共振式主减隔振系统的载荷传递特性,讨论了弹簧板刚度、惯性质量等关键参数对主减模态频率以及隔振效率的影响;为了验证该模型及后续进一步研究,按照某型机主减接口加工了一套聚焦反共振式主减隔振装置同时进行了地面试验,计算结果与试验结果吻合。经试验结果表明,加装聚焦反共振式主减隔振装置对垂向、航向和侧向三向激励的隔振效率均达到了80%,为新研直升机以及现役直升机减隔振需求提供一条新的途径。     

主被动电磁式动力吸振器及其在桁架振动控制中的应用

航天器中使用的轻质柔性桁架结构受到外扰时会产生振动,使安装其上的有效载荷不能正常工作。为此,提出了一种基于主被动电磁式动力吸振器的柔性结构振动控制方法。首先设计了动铁式结构的主被动电磁式吸振器,并对吸振器的磁场分布和膜片弹簧进行了有限元分析,其次研制了吸振器的原理样机,通过性能测试验证了设计的合理性。最后利用所研制的动力吸振器对三棱柱桁架结构进行了振动控制实验,实验中主动控制算法采用ADC控制。实验结果显示：吸振器对桁架一阶共振模态的被动抑振效果达50.83%,采用主动控制后,吸振器对共振和非共振模态的振动控制效果分别达到96.30%和81.40%。     

基于动力反共振结构的周期细直梁纵向局域共振带隙研究

引入动力反共振结构,构建了一种具有低频局域共振带隙的新型细直梁周期结构。基于传递矩阵法和Bloch理论推导了无限周期细直梁纵向振动弹性波能带结构的理论模型,利用有限元法建立了有限周期细直梁纵向振动传输特性的数值模型,仿真结果与理论计算基本吻合。通过分析局域共振带隙与共振子等效质量和等效刚度的关联,阐述了动力反共振周期结构对细直梁纵向振动的隔振机理,给出了局域共振带隙的变化规律。研究表明,与采用弹簧质量为局域共振子的细直梁周期结构相比,应用动力反共振结构能够实现更低的带隙初始频率。     

空间太阳望远镜主光学数据处理系统EGSE研制

分析了空间太阳望远镜(Space Solar Telescope)有效载荷EGSE(Electrical Ground Support Equipment)的功能需求,给出了基于通用平台的SST有效载荷EGSE的设计和双通道主光学望远镜数据处理系统(MOT-SDUP)EGSE软件的研制.EGSE实现了接口仿真、测试过程监控以及测试结果分析等任务.其软件基于通用平台开发,具有良好的可扩展、可继承性,可以扩展用于SST其余载荷仪器EGSE以及整个有效载荷分系统与整星的电测试,从而达到节约成本,缩短开发周期和提高可靠性的目的.基于通用卫星测试软件平台GSEOS的双通道MOT-SDPU EGSE开发经验,可供国内其他航天项目EGSE开发参考.     

顺应机电一体化运动系统:朋友或者敌人?

共振和反共振都是很神秘的现象。共振和其破坏性潜能经常让人回想起1940年塔科马悬索桥灾难(http://designnews.com.cn/0901-106.aspx)。反共振让我们想起了上层楼层的可