基于分段线性吸振器的振动半主动控制

提出一种基于刚度分段线性动力吸振器的振动半主动控制方案，通过调节弹性元件的间隙使吸振器工作频率跟踪外激励频率的变化。根据基波平衡导出了使主系统近似完全消振所需的间隙调节规律。数值仿真表明：这种半主动控制方案对于单自由度主系统和多自由度主系统均有很好的吸振效果和相当宽的工作频带。     

时滞动力吸振器及其对主系统振动的影响

采用直接法研究了含有时滞动力吸振器的两自由度结构的动力学行为，重点分析了该结构主振动系统的振动及其稳定性。对时滞动力吸振器和系统进行了稳定性分析，分别得到了时滞动力吸振器和系统在某一特定反馈增益系数下的时滞的稳定与不稳定区域。结果表明，直接法计算简单，得到的结果与稳定性切换方法得到的结果相一致。通过对时滞动力吸振器及其主系统振动的稳定性分析，发现在某些时滞区域范围内，在保证系统稳定的前提下，时滞动力吸振器可以部分消除主系统的振动，数值模拟也证实了解析结果的正确性。     

悬臂梁式动力吸振器多频减振研究

将悬臂梁作为动力吸振器附加在振动主结构上来达到振动抑制的目的,数值计算分析表明悬臂梁式动力吸振器具有多频减振特性。按照模态理论建立基于悬臂梁的具有集中参数的等效复式动力吸振器模型,悬臂梁的每一阶模态作为一个自由度的弹簧质量系统,把悬臂梁每阶模态的有效模态质量和等效模态刚度作为每一自由度弹簧质量系统的集中质量和刚度。用悬臂梁式动力吸振器的附加动刚度验证等效复式动力吸振器模型的正确性。将悬臂梁式动力吸振器附加在主梁末端,调谐悬臂梁式动力吸振器的前4阶模态达到对主悬臂梁的多频减振效果,证实了悬臂梁式动力吸振器多频减振特性。     

中间支撑梁式动力吸振器的设计与实验研究

通过在中间支撑梁端部布置质量块设计多自由度动力吸振器，首先分析所设计的动力吸振器的理论模型。然后通过优化算法推导得到多自由度动力吸振器的最优频率比、最优阻尼比。最后以单自由度、2自由度和四自由度动力吸振器为例，通过实验验证所设计的多自由度动力吸振器。理论分析与实验结果表明：对于相同质量的吸振器，四自由度动力吸振器的振动控制效果明显优于单自由度及2自由度动力吸振器，并且其可控制频带更宽。     

线性多自由度系统中动力吸振器的优化研究

本文讨论了安装在周期性有限长多自由度系统上动力吸振器的优化问题。动力吸振器安装在系统自由端的惯性元件上，根据传递矩阵法推导了系统中力传递率的理论公式，并在数值求解的基础上，讨论了动力吸振器各结构参数对多自由度系统隔振性能的影响。最后利用小步长搜索法确定了动力吸振器的最优结构参数。     

非线性吸振器的靶能量传递及参数设计

首先通过研究两个非线性耦合振子,阐明了非线性吸振器具有对初始能量的选择性.即吸振系统在一定带宽的初始能量(主结构中初始能量的大小)下具有很强的吸振能力,而随初始能量偏离一定值,吸振器耗散能量的能力有所减弱.随后提出,在不增加吸振器质量的前提下,采用两自由度的非线性吸振器不仅可以使得能量在吸振器中的耗散加快,靶能量传递效果更好,而且在保证吸振效率的同时,吸振器对于初始能量的有效带宽显著增加.给出了两自由度非线性吸振器的质量、阻尼、刚度等参数的设计方法,最后采用数值仿真验证了上述结论.     

磁流变弹性体吸振器的拓频控制设计与simulink模拟优化

磁流变弹性体因其剪切模量可控、稳定性好且响应速度快,逐渐被应用于动力吸振器,而以定点理论推算的最优阻尼比和调谐比不适用于主系统含阻尼、振子固有频率变化的吸振系统。根据磁流变弹性剪切模量随磁场强度变化而变化,子系统振子固有频率随之变化的原理,设计优化了双自由度主系统含阻尼的磁流变弹性体吸振器数学模型,通过磁场强度的改变可实现吸振的目的。基于Matlab simulinkd模块,为实际应用构造了时域、频域模型,模拟分析了吸振器的工作原理和拓频设计,为磁流变弹性体的半主动吸振器的应用提供了设计依据。     

双自由度自调谐吸振器及其吸振特性

研制一种双自由度自调谐吸振器,可在竖直平动和横向摆动两个方向上调节自身的固有频率,实现两个方向的吸振。首先建立该吸振器的力学模型,对其移频特性进行分析,得到在两个方向上的移频特性曲线。其次建立多模态减振系统,对不同安装位置和不同激励频率条件下吸振器的吸振效果进行仿真研究,并与相同条件下的单自由度吸振器的吸振效果进行比较。结果表明,双自由度吸振器具有较大的移频范围,当安装在激励同侧时更有利于发挥其吸振效果,且其吸振效果优于单自由度吸振器。     

基于吸振器控制的两自由度轧机辊系特性研究

考虑四辊轧机液压缸非线性弹簧力的影响因素,引入吸振器控制装置,建立带吸振器的两自由度轧机辊系模型,通过分析轧机耦合系统平衡点,得出增大吸振器的刚度系数能有效避免Hopf分岔和混沌动力学行为的产生;通过分析频谱曲线、时域曲线,得出吸振器装置可以增大谐振频率与主共振频率之间的距离,缩短轧机辊系从不稳定状态收敛于稳定周期的时间;通过幅频特性曲线,得出在一定范围内减小吸振器的质量可以提高系统的稳定性,增大吸振器弹簧力可以缩小系统不稳定区域,增大吸振器摩擦力可以降低系统的振动幅值。     

具有非线性刚度动力吸振器的隔振系统半主动控制

研究带有非线性刚度吸振器的隔振系统振动稳态响应的半主动控制。动力吸振器和隔振系统（主系统）的刚度均为Duffing类型的非线性刚度。对吸振器的阻尼采用了两种半主动控制策略以减少主系统的振动，并讨论了吸振器刚度的非线性程度，吸振器质量与主系统质量之比及主系统刚度的非线性程度对主系统稳态响应的影响。数值分析结果表明，采用适当的系统参数和控制策略可以有效地改善主系统的稳态响应。     

线性多自由度系统中动力吸振器优化参数的数值拟合

本文将P．J.Den．Hartog提出的“定点等值法”推广运用于有限长多自由度系统中的动力吸振器设计，利用小步长搜索法确定了动力吸振器的优化结构参数。同时，为工程应用方便起见，对动力吸振器的一些最优参数进行了曲线拟合，并给出了相应的经验公式。     

采用摆线包络线旋转曲面轨道滚珠式动力吸振器制振特性

针对基于单摆原理的球面滚道、滚珠式多向动力吸振器中因吸振器恢复力的非线性导致吸振器固有频率随主系统外激励幅值变化、吸振系统参数偏离最优设计值问题,提出采用摆线包络线旋转曲面作为轨道面,与滚珠组合成动力吸振器方案。该吸振器最大优点为作用于主系统的激励幅值不影响吸振器固有频率、系统参数能始终保持最优设计值、能有效对多方向共振响应进行制振,结构简单,性能可靠。并据定点理论,通过分析及数值模拟等研究动力吸振器参数最优设计。     

n 级动力吸振器的建模及参数优化

详细论述动力吸振器的建模过程,并给出n级并联和n级串联式动力吸振器优化的通用模型。介绍动力吸振器的定点优化和数值优化两种优化方法。在此基础上使用Matlab语言编写通用的动力吸振器优化程序。利用该程序对某主系统的各类动力吸振器(单级、2级并联和3级并联式)进行参数优化。优化结果表明,安装优化后的动力吸振器后,主系统的共振峰可以显著地减小。文中给出的优化方法及相关结论,对动力吸振器的优化设计具有一定的工程实践意义。     

多自由度主系统多模态动力吸振的优化设计

针对多自由度系统的多模态控制，通过附加多个动力吸振器，利用有限子结构导纳功率流理论，以输入系统的净功率流在整个吸振频带内的总声功率级为控制量，对多个吸振器进行单独优化设计和联合优化设计。结果表明，即使相邻固有频率的比值大于2(也即可以认为两个模态不相互影响)，联合优化设计的效果也明显优于单独优化设计。     

钢轨动力吸振器减振降噪特性分析

采用钢轨动力吸振器是降低轮轨振动噪声的有效措施之一,基于有限元和边界元法建立钢轨动力吸振器振动噪声计算模型,分析单自由度钢轨动力吸振器系统和多重钢轨动力吸振器系统的减振降噪性能差异,调查在不同车轮钢轨表面粗糙度、不同列车运行速度工况下钢轨动力吸振器结构降噪特性。计算结果表明:多重钢轨动力吸振器结构较单自由度钢轨动力吸振器结构有更为优良的减振和降噪性能。随着列车运行速度增加,轮轨总辐射噪声增加,同时钢轨动力吸振器结构的降噪效果也有一定提升,而对于不同轮轨表面粗糙度,钢轨动力吸振器降噪量效果不会有较大的波动。     

基于正交多项式法的动力吸振器安装点的等效质量识别

在动力吸振器的设计过程中,为方便匹配和寻找动力吸振器的最优参数,需要识别主系统在安装点的等效质量来将其简化为单自由度系统。针对传统质量感应法操作复杂、识别精度低的缺点,采用正交多项式法来识别主系统的等效质量,通过仿真与实验相结合验证对比正交多项式法和质量感应法的识别结果。结果表明正交多项式法相对于质量感应法识别精度高,实验结果和仿真结果较好的吻合,且通过实验验证利用正交多项式法匹配的动力吸振器有较优的吸振效果,基本符合不动点理论的最优条件。     

考虑非线性阻尼的双稳态电磁式吸振器的动力学特性研究

将非线性阻尼引入到双稳态电磁式振动能量捕获器中,提出了考虑非线性阻尼的双稳态吸振器。建立了考虑非线性阻尼的双稳态吸振器和主系统的力学模型和数学模型。分析了考虑非线性阻尼的双稳态吸振器随非线性阻尼系数的分岔情况。数值仿真研究发现,特别是在频率共振区域,考虑附加非线性阻尼的双稳态吸振器比线性阻尼的双稳态吸振器对主系统减振更有优势。并进一步获得了主系统及考虑非线性阻尼的双稳态吸振器振动能量随非线性阻尼参数的变化曲线,发现了非线性阻尼对主系统减振及吸振器发电的影响规律。上述研究工作可为双稳态吸振器的研究提供参考。     

动力吸振器基础变形及参数优化

在Voigt吸振器的基础上进行变形，设计了一种接地刚度吸振器，提出了基于固定点理论的改进方法，计算出系统固定点坐标的闭式解。使用解析和数值方法研究了主系统响应最大幅值，并根据固定点幅值特征进行全局优化，推导出最优固有频率比和最优阻尼比设计公式。通过数值仿真验证了解析解的正确性。在谐波力激励下，与局部、全局优化后的Voigt吸振器和接地阻尼吸振器进行对比，发现接地刚度吸振器经全局优化后的响应峰值和接地阻尼吸振器一致，均小于Voigt吸振器的全局优化峰值和接地阻尼吸振器的局部优化峰值，减振频带宽度最大。与同样应用全局优化的接地阻尼吸振器相比，接地刚度吸振器在接地阻尼吸振器的减振频带内减振性能更好，达到常用阻尼比所需的子系统质量更小。     

矩形箱装置减振分析与利用

通过对矩形水箱的动力学分析后,提出利用水构成一种非线性吸振器,进行低频振动的吸收。通过进一步对两自由度吸振系统仿真,可知增大子系统的阻尼可以在更大程度上降低主系统的响应,因此利用常见建筑材料沙子构成了另外一种吸振器,做了它和水以及无吸振材料时的对比性实验,通过最后的数据分析,认为子系统阻尼越大,其对低频振动的吸收效果愈好,尽管其在个别频率处的效果可能会低。这为低频振动的实际工程治理提供了一种新的方法。     

动力吸振器的宽带数值优化设计

提出了线性动力吸振器的宽带数值优化设计,推广了前人在线性动力吸振器领域的研究,首先给出了抑振带宽新的定义,然后采用数值优化法详细地研究了线性动力吸振器的宽带优化设计,系统讨论了最优固有频率比、最优吸振器阻尼比、最大抑制频带和最大抑振宽与质量比和主系统阻尼比的关系;最后针对具体的主系统,指出了线性动力吸振器的内害局限性。