重型汽车用阻尼减振降噪装置参数优化研究

鉴于当今对重型汽车的振动和噪声控制越来越严的趋势，有必要开发一种新型高效的阻尼减振降噪装置，而N弹性约束层组合阻尼减振降噪结构正具有这些性质。根据阻尼材料的温度－频率的动态效应，把其诺模图试验曲线拟合成方程并实现数字化，经过N弹性约束层组合阻尼结构参数的解耦，建立起优化模型，实现了此种结构参数的动态优化，最后经对研制出的橡胶缓冲装置的动态实验，结果显示出结构损耗因子实验值与理论值有着良好的吻合性。     

颗粒阻尼的回归分析研究

利用回归设计的方法对颗粒阻尼进行二次回归正交组合试验，建立了其减振特性的非线性回归模型，并通过试验验证了该回归模型的正确性。分析得到颗粒阻尼减振特性与主要参数之间的关系，并利用非线性优化的方法对颗粒阻尼的参数进行了优化设计。     

动力减振镗杆结构优化及运动稳定性仿真研究

为了研究动力减振镗刀在减振效果最好、运动稳定性最佳时减振系统的特征及结构参数,以长径比为12的动力减振镗刀为研究对象,在对其进行运动稳定性分析的基础上,采用SIMS方法优化确定了减振系统的特征参数,再利用Matlab优化确定了减振系统结构材料参数;然后利用ADAMS进行了减振镗杆的动力学仿真,分析得到了幅频响应曲线和振动—位移时间曲线;最后通过比较分析不同橡胶等效径向刚度值和阻尼液阻尼值下减振镗杆动力学仿真的幅频响应曲线,验证了减振镗杆优化结果的正确性,为大长径比动力减振镗刀的研制提供指导。     

管状对称阻尼减振降噪结构的优化

管状对称阻尼减振降噪结构有着结构损耗因数值大、用途广泛的优点，然而也存在着其结构参数互为耦连、参数不易合理选取的难题。建立了间隔及非间隔弹性约束层式管状对称结构的几何参数模型，对单阻尼层和多阻尼层式结构的几何参数及其对结构损耗因数的贡献开展了研究，并对该类结构进行了参数优化。把理论研究成果应用于轻轨列车转向架减振降噪装置的开发中。按照实用条件进行扫频动态试验，对结构优化模型进行试验验证并对开发出的装置进行了性能试验。结果表明，试验数据与理论模型有着良好的吻合性。     

工业装配抗振外骨骼的动力学仿真及试验研究

针对手传振动问题，设计出一种上肢穿戴式工业装配抗振外骨骼作为干预装备。采用ADAMS建立了参数化的人机耦合仿真模型；为优化外骨骼减振单元结构参数，对外骨骼减振单元结构进行了单因素振动响应分析，发现减振器阻尼系数及安装位置是影响外骨骼减振性能的关键因素，剪式减振结构的前后弹簧刚度差异化取值时的效果更佳，通过交互正交试验得到修正的最佳因素水平组合。以接触压力和计权振动值为指标，通过抗振性能试验来评估外骨骼样机的减振性能，发现外骨骼在铆接期可减小约39.9%的接触压力，在间歇期接触压力减小49.4%,穿戴外骨骼可减小15.1%的日接振值，单日铆接效率最大可提高18%;接触压力和接振值的变化证明外骨骼具有减振及工具支撑功能。     

重型汽车用阻尼减振降噪装置参数优化研究

鉴于当今对重型汽车的振动和噪声控制越来越严的趋势 ,有必要开发一种新型高效的阻尼减振降噪装置 ,而 N弹性约束层组合阻尼减振降噪结构正具有这些性质。根据阻尼材料的温度——频率的动态效应 ,把其诺模图试验曲线拟合成方程并实现数字化 ;经对 N弹性约束层组合阻尼结构参数的解耦 ,建立起优化模型 ,实现了此种结构参数的动态优化。最后经对研制出的橡胶缓冲装置的动态实验 ,结果显示出结构损耗因子实验值与理论值有着良好的吻合性     

深孔钻削系统扭振动力减振器的优化设计

深孔钻杆在钻削过程中易产生扭转振动,可通过在钻杆支架上设置动力减振器,来抑制钻杆的扭转振动;为了取得良好的减振效果,需要对常规设计方法得到的动力减振器进行优化。首先对深孔钻削扭振减振系统进行简化,得到系统附加动力减振器的运动方程及减振指标;再对动力减振器减振特性进行研究,初步确定最优结构参数的范围;最后根据在现实中的使用情况,提出目标函数对常规设计方法得到的动力减振器的各项参数进行优化。从而使得在结构设计阶段,通过选取合适的阻尼和刚度材料,使其在工作过程中减振效果最佳。     

基于渐进法的约束阻尼结构拓扑多目标动力学优化

为实现阻尼结构减振优化,从阻尼材料的力学本构出发,基于虚功原理建立了约束阻尼板动力学平衡方程,从阻尼耗能角度推导出模态损耗因子解析计算式。构建了以模态损耗因子最大且模态频率变动最小为目标、以阻尼材料用量为约束的阻尼板多目标优化数学模型。在对模态损耗因子及模态频率灵敏度进行推导的基础上,构建了归一化复合灵敏度算式,并引入拓扑渐进法求解优化模型。编制出阻尼板渐近法优化程序,并对阻尼板进行了优化仿真。结果显示,采用多目标拓扑渐进优化,既能大幅提高阻尼材料的减振效能,又能保证阻尼板频率特性的稳定,且可较大幅度地降低阻尼材料用量。对阻尼板进行了谐响应分析,验证了优化结果的有效性。该优化法在对结构动力学特性有严格要求的减振设计中存在应用前景。     

连续参数型吸振器吸振分析及优化

针对连续参数型动力吸振器与弹性薄板构成的耦合系统,以功率流理论为基础,结合有限元方法,分析了连续参数型动力吸振器变阻尼复合梁的吸振特性。与试验结果进行对比可知,变阻尼层复合梁具有吸振频带宽、吸振效果好的特性。为了提升吸振器的吸振效果,通过ANSYS的优化模块,对连续参数型动力吸振器的吸振性能进行了优化设计,优化后的吸振器在多个频率段内吸振性能得以提升,验证了优化方法的有效性。     

连续梁的动力吸振器参数研究

通过分析连续系统在简谐激励下无阻尼动力吸振器吸振的特点,以梁为研究对象,建立了以梁的最大动能为减振目标函数的理论公式,通过对目标函数中较为敏感的参数分析,详细阐述了无阻尼吸振器的位置参数、刚度参数和质量参数对减振目标函数的影响.该研究内容在动力吸振器参数优化及振动控制理论的研究中具有一定的应用价值.     

一种高压大流量插装式先导型溢流阀的仿真分析与优化设计

针对一种高压大流量插装式先导型溢流阀展开仿真分析与优化设计。首先对溢流阀主要结构参数进行初步设计计算;然后根据溢流阀内部结构建立AMESim仿真模型并进行仿真,对主阀阻尼孔、先导阀阻尼孔、主阀弹簧刚度、主阀弹簧预紧力、先导阀弹簧刚度、先导阀弹簧预紧力等重要参数进行特性影响分析;最后根据仿真分析结果,采用响应曲面与非支配排序遗传算法相结合的方法,求解一定范围内溢流阀最优结构参数,实现溢流阀满足高压大流量指标且调压偏差尽量小的要求。     

用凝聚技术综合时序分析法和有限元法识别机床的结构参数

机床接触面刚度和阻尼的确定是对机床进行动态分析和优化设计的关键问题之一。本文提出了一种识别机床接触刚度和阻尼的新方法,它利用一种新的凝聚技术把时序分析法和有限元法结合起来,从而只要利用一、二个不完全的振型就可以识别机床接触面的结构参数。这方法由两大部分组成。首先利用时序分析法从实验数据序列建立随机的自回滑动平均向量（ARMAV）模型并进而确定机床的模态参数。然后把机床结构有限元模型在某一复频下进行精确凝聚。并根据从时序分析法和凝聚后的有限元模型得出的模态参数必须相等的条件,就可以识别未知的机床结构参数。利用计算机仿真技术对新提出的方法进行了验证,证明它具有很高的识别精度。最后进行了立柱模型实验,对立柱底部的接触刚度和阻尼成功地进行了识别。     

单气室油气弹簧阻尼特性及其影响因素分析

针对某重型特种车辆平顺性研究中单气室油气弹簧阻尼特性的研究问题,基于薄壁小孔理论和范德瓦尔实际气体状态方程,同时根据单气室油气弹簧的结构特点和阻尼的组成建立了相应的阻尼力特性模型,并推导了阻尼系数方程。利用MATLAB软件进行仿真,研究了单气室油气弹簧阻尼特性以及激振频率、幅值、自身结构参数对阻尼系数速度特性的影响。研究结果表明:单气室油气弹簧阻尼特性具有较好的非线性,在压缩阶段的阻尼力较拉伸阶段的大,能够较好地缓解冲击,达到减振效果从而改善车辆行驶平顺性;激振频率和幅值属于外因,仅影响阻尼系数的取值范围,而对其取值及曲率几乎无影响;阻尼系数随活塞杆外径、油管直径的减小而增大,随油管长度的减小而减小。研究结果能对整车振动特性研究中阻尼参数的选取及油气弹簧阻尼特性设计优化等工作提供较为系统的理论支持。     

磁流体加速度传感器的特征参量分析

本文给出了一种磁流体加速度传感器的结构,分析了加速度传感器的频率特性,基于最小势能原理对所设计的磁流体加速度传感器进行了有限元动态建模,并得到系统的磁机械耦合动态模型,在此基础上得到了固有频率、静态灵敏度、阻尼比等特征参量,并以此为根据确定加速度传感器的结构参数.最后给出了实验结果,实验结果与理论预测基本相符.     

微机械电磁阻尼结构分析

提出采用电磁阻尼结构来提高微机械角度调节装置的响应速度.通过建立结构模型和分析结构参数对阻尼效果的影响,给出具体设计实例以及制作工艺,证实该阻尼结构的有效性和可行性.     

液压平衡回路动态特性仿真分析及实验研究

以一种液压举升系统的平衡回路为研究对象,根据实际工况,对平衡液压缸负载、平衡阀弹簧刚度及预紧力、控制阻尼孔大小等主要结构进行参数计算。运用AMESim仿真软件建立液压平衡回路的仿真模型,设置相关仿真参数并进行动态特性分析。设计了试验回路,对仿真的平衡回路进行台架试验,验证仿真分析的正确性,得出适当调整弹簧刚度、阻尼孔等结构参数可提高液压平衡回路工作性能,为液压平衡回路的优化设计及参数匹配提供借鉴。     

Improved independent component analysis based modal identification of higher damping structures

Structural modal parameter identification under ambient excitation has strong engineering value and theoretical significance. As the most popular tool for solving Blind Source Separation (BSS) problems, Independent Component Analysis (ICA) is able to directly extract the time-domain modal parameters, including frequencies, damping ratios and modal shapes. ICA, however, has a fatal flaw of failing to identify structures with higher damping. To overcome the flaw above, the paper proposes a new method named “ICA + IDT”. Firstly, free vibration response of a structure is obtained from structural outputs under ambient excitation. Inverse damping transfer (IDT) is employed to turn a highly damped signal into a low damping response signal without changing of frequencies and mode shapes. Then, structural modal parameters are extracted from the low damping response signal by ICA. Finally, the identified damping ratios are adjusted to eliminate the impact of IDT. To verify the effectiveness and applicability of IDT + ICA proposed herein, two numerical simulations—mass-spring model and simply supported concrete beam—and an experiment model of three-story steel frame are built, and the analysis results reveal that presented method can identify structures with higher damping effectively.     

一种新的非线性振动物理模型

为建立合理反映损伤的混凝土结构振动控制方程,考虑损伤结构引起的拍振现象,引入弹簧线圈和阻尼线圈,分别串联组成复刚度弹簧和复阻尼器,建立一种新的非线性振动物理模型,通过构建等效刚度和等效阻尼,给出一般化振动方程的数学模型和关键参数的物理意义解释。最后通过对单自由度自由振动的能量分析,建立结构损伤与控制方程关键参数的单调变化关系,为寻找反映结构非线性损伤变化的识别指标提供了另一种思路。     

馈能式磁流变半主动悬架协调控制研究

为了优化车辆悬架的减振控制及振动能量回收,提出了一种基于协调控制的馈能式磁流变半主动悬架。建立了1/4车二自由度悬架力学模型、磁流变减振器数学模型和馈能模型,利用MATLAB/Simulink软件对馈能特性进行了仿真分析,并进行了参数敏感性分析。分析了减振器实现自供能的条件及结构参数的影响,设计并分析了多模式协调控制下的悬架动力学特性和馈能特性。结果表明,该减振器馈能结构参数对自供能影响较大;协调控制器能够有效协调悬架系统减振与馈能关系,降低能耗,阻尼力可控性好,能够衰减车辆振动,馈能特性效果良好,验证了该结构的可行性。     

Concrete-based constrained layer damping

This paper describes a novel structural damping method that allows a fabricated (welded) machine tool structure to be designed for minimum cost and maximum dynamic stiffness comparable to polymer concrete structures. The damping method is a constrained layer damping (CLD) design where the layers are replicated in place using expanding concrete inside of viscoelastic damping inserts. The novel design is highly flexible and economical while providing excellent damping for a wide range of structural shapes.