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.     

变质量-负刚度动力吸振器试验研究

针对传统动力吸振器“窄带”缺陷,设计了一种新型的变质量-负刚度动力吸振器,从而可以使吸振器具有较好的低频有效性。建立变质量-负刚度动力吸振器的动力学方程并分析了吸振器的工作原理;搭建了变质量-负刚度动力吸振器试验台,编制了PID控制程序;对吸振器减振性能进行了动力学仿真和试验研究。研究结果表明,所设计的吸振器连续可调,有效频带比传统吸振器频带宽了17.3%。     

变质量颗粒阻尼吸振器及其宽频减振性能

为了拓宽传统定参数颗粒阻尼吸振器的有效减振频带,设计了一种变质量颗粒阻尼吸振器。对变质量颗粒阻尼吸振器的动力学特性进行了仿真及实验研究,并利用数据拟合的方法建立了颗粒容器内水量与最佳减振频率的变化关系。研究结果表明：变质量颗粒阻尼吸振器可以通过改变颗粒容器内的液体量调节其最佳减振频率,拓宽了吸振器有效减振频带。     

二重动力吸振的车床镗削系统减振装置的设计

针对内蒙古某特大型机加企业结构件中大长径比镗杆的刚性差,达不到图纸加工精度要求,设计了二重动力吸振镗削系统,建立了二重动力吸振的动力学模型,基于优化准则分析了吸振器质量比对最优频率比和最佳阻尼比以及对减振性能的影响。进行了普通数控车床改造,设计了二重动力吸振的镗削减振结构,通过最优减振参数的确定,设计加工出镗削减振装置。通过ADAMS仿真实验验证其减振效果,结果表明,安装有二重动力吸振器减振装置的减振效果明显,是未安装吸振器的4倍以上。切削实验表明镗削吸振装置能显著提高零件加工表面质量。     

基于新型材料的吸振器设计及电流控制方法

被动式吸振器(passive dynamic vibration absorber,简称PDVA)结构参数不可调,减振频带单一,不适用于宽频减振。为解决上述问题,首先,以磁流变弹性体(magnetorh-eological elastomer,简称MRE)为刚度元件,设计一种刚度可调的自适应吸振器(adaptive dynamic vibration absorber,简称ADVA);其次,对弹性体原料组成及磁流变效应进行介绍和分析;然后,对受控系统增加吸振器,引起系统新的共振问题提出了吸振器工作过程中的电流控制方法以消除新增的共振现象;最后,进行了仿真及实验研究。结果表明,本设计可将减振频带拓宽至11.37Hz,并且利用提出的电流控制方法可有效消除系统新增的共振峰。     

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MTMD的某注塑机械手振动控制研究

针对某注塑机械手产生较大振动问题,采用多重调谐质量吸振器(MTMD)技术抑制机械手取件手指的振动;提出MTMD参数优化设计方法和参数选择技术路线;扫频分析表明,安装36个TMD后,机械手手指三个方向的振幅得到有效抑制.设计的动力吸振器减振效果良好.     

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。     

用于原油管道减振的吸振器阻抗研究

针对输油管道剧烈振动会引发焊缝开裂、管道连接部疲劳破坏等问题,利用阻抗耦合法和动力吸振技术对原油管道的减振进行了研究。采用金属波纹管设计的吸振器,借助抱箍安装在管道上,可实现管道x, y, z 3个方向的减振,具有防爆、阻燃和三维减振的优点。设计的动力吸振器具有较好的减振效果,比较减振前后相同测点振动加速度的均方根值可知,管道减振效果达到64.9%以上,解决了管道振动偏高的问题,同时减小了由振动引起的管道内交变应力,降低了振动引发的疲劳破坏。该减振方案不需要拆解进出口管道,只需要在外部加装吸振器就能达到较好的效果,是一种控制输油管道振动的好方法。     

钢轨吸振器振动能量的多模态压电式俘能研究

提出一种结合钢轨吸振器与多模态压电式俘能器的新型振动能量回收技术,在有效减轻轨道振动的条件下,回收钢轨吸振器的振动能量为各类轨道监测设备供能.通过建立车轮-轨道-吸振器系统的振动分析模型,研究了能量回收模块对吸振器减振性能的影响规律,并使用谐响应分析研究了能量回收模块的发电能力.分析结果显示,当多模态能量回收装置安装在钢轨吸振器上时,不会对钢轨吸振器的减振性能产生明显影响.并且,多模态结构能有效拓宽0～600 Hz频率范围内的振动能量回收频带,提高振动能量的回收效率.     

采用分数阶临界阻尼控制律的动力吸振器研究

利用分数阶临界阻尼的理论针对动力吸振器模型来设计分数阶临界阻尼主动控制律。为了更加清楚说明控制律设计过程,先介绍了单自由度振动系统的分数阶临界阻尼理论,然后根据主对角线占优的原理对经典动力吸振器模型进行近似解耦,分析结果表明近似系统与实际系统的误差在可以接受的范围之内。因此,根据单自由度振动系统的设计思路,在该解耦的动力吸振器模型基础上设计了分数阶临界阻尼控制律,并在实际动力吸振器中试验。试验结果表明,分数阶临界阻尼当其对应项分数阶阶次α∈(0,1)时,其减振效果比传统的整数阶和分数阶阶次α∈(1,2)临界阻尼更好,而且分析了临界阻尼附近的减振效果,发现临界阻尼时的性能较好,调节控制律中的比例系数可进一步提高减振性能,说明提出的控制律是有效的,而且控制律参数选取方便。     

基于差分进化法的三要素吸振器参数设计

为了对不平衡问题造成的转子振动进行减振,使用三要素吸振器进行振动抑制,并对吸振器进行参数优化.利用有限元法建立系统动力学方程,使用差分进化法求解三要素吸振器的最优参数.分别利用差分进化法和固定点理论,分析了质量比变化对于吸振器各参数及其减振效果的影响.结果表明:和固定点理论相比,使用差分进化法设计的三要素吸振器具有更大...     

面向实车动力传动系统的隔振与吸振综合减振技术研究

搭建某实车动力传动系统的当量模型,建立发动机转矩激励模型,并以转速和谐次计算获得主谐次频率作为外部激励转矩的主导频率.随后对系统进行受迫振动分析,获得振动响应恶化频带,将模型简化,进行固有振动特性分析,探究振动恶化原因.然后根据系统固有振动特性匹配扭转隔振器和吸振器减振性能参数,将两种装置与动力传动系统整合,进行仿真计算,对比两种装置减振效果,并从减振机理分析两者差异性.最后将扭转隔振器和吸振器组合成减振组块安装到系统中,进行参数匹配和结构设计,制定频率调谐控制方案,利用仿真计算验证其优良的减振性能.     

基于轮对吸振器的城市轨道车轮减振研究

以减少城市轨道车辆的轮对垂向振动为目的,建立了包含轮对吸振器的车辆-轨道耦合模型,提出了一种新颖的采用轮对吸振器的车轮减振方法。通过对轮对吸振器曲轴反“U”字形的设计实现了吸振器可安装在轮对上的物理模型,并对轮对吸振器的参数进行理论设计,讨论了吸振器的质量比对其减振性能的影响。利用轮对垂向振动加速度及轮轨动作用力指标分析采用吸振器前后轮对的垂向振动特性,获得了轮对吸振器的减振效果;根据城市轨道交通车辆运行速度变化频繁的特点,获得了不同速度工况下吸振器的减振效果。研究结果表明：在车辆速度为80 km/h的运行条件下,轮对垂向振动峰值频率处的减振效果可达39.2%;在其他速度工况下,轮轨动作用力都被很好地抑制,并且车速越高,吸振器的减振效果越明显。因此,轮对吸振器能够有效降低轮对的垂向振动,改善轮轨相互关系,具有较好的减振效果,对于提高城市轨道车辆运行的平稳性具有一定参考价值。     

基于并联机构的三维动力吸振器各向同性设计及减振特性研究

针对动力机械设备的多维线谱耦合振动控制问题,提出一种基于并联机构的三维动力吸振器,它具有模块化、附加质量小等优点。构造出采用一组关节坐标刻画的动力学方程,在此基础上推导出该新型动力吸振器的模态解析解,得到动力学各向同性条件,并据此设计出一款可抑制50 Hz线谱振动的动力吸振器。探讨了该动力吸振器在动力机械设备多维线谱耦合振动控制中的有效性及优势。分析结果表明：不同于单向动力吸振器仅能抑制其自由度方向的线谱振动,新型三维动力吸振器在三个垂直方向上对50 Hz附近线谱振动的最大减振效果均高于7 dB。     

车轨耦合下钢轨复合吸振器的减振方法

以降低500~2 000 Hz频率范围内的钢轨垂向振动为目的，建立了包含钢轨复合吸振器的车辆?轨道垂向耦合振动模型。对比了耦合模型与轨道模型中各典型位置处的钢轨振动响应，说明了耦合模型的重要性；根据峰值频率处振动响应与频段内均方根值两个评价指标，指出了单自由度吸振器的局限性，提出了复合吸振器参数设计的一般步骤；利用振动衰减率对设计路段进行评价，验证了该设计方法的有效性。研究结果表明：考虑车辆影响，钢轨垂向振动能量峰值会产生偏移，且车速的提高会加剧振动响应；相同总质量下，单自由度吸振器对某一特定频率减振良好，而在较宽频带内，复合吸振器能达到更好的减振效果；对复合吸振器的参数设计，通过确定主要影响参数，利用遗传算法进行数值寻优，得到吸振器的最佳设计频率。本工作为钢轨复合吸振器的研究提供了重要的参考依据。     

双重钢轨吸振器对轨道系统的振动抑制研究

城市轨道交通线路在小半径曲线、加减速区段等特殊地段,具有较高的减振性能需求,附加钢轨吸振器是一种有效抑制轨道系统振动的方法。以抑制地铁特殊地段的钢轨振动为目的,建立含附加钢轨吸振器的轨道垂向动力学模型,求解钢轨的振动响应,以分析钢轨的振动形式为基础,建立评价振动大小的Pinned-Pinned振动突变量化指标与分级标准。提出了单个钢轨吸振器抑制钢轨振动的设计方法并拟合优化设计频率表达式,指出附加单个钢轨吸振器带来的不利影响,进而提出双重钢轨吸振器的设计方法。结果表明,钢轨的动柔度在900～1 300Hz发生体现为尖峰与低谷的突变现象,建立的突变指标可以用于评价钢轨的Pinned-Pinned振动的大小;单个钢轨吸振器可以有效地抑制钢轨振动,但附加的吸振器会给轨道系统带来不利影响,导致轮轨动作用力的加剧;双重钢轨吸振器因存在两个减振频率的特点,不仅可以有效地抑制钢轨振动,而且对钢轨的不利影响较小,使钢轨的振动响应更平缓。对钢轨Pinned-Pinned振动的量化评价以及钢轨吸振器的理论参数设计具有重要的参考价值。     

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。     

二重滚珠式动力吸振器的参数设计

为了降低机械或结构的强迫响应,尤其是适应现代化结构复杂的大型机械或建筑物的共振,设计了一种结构较为简单、便于运用的二重滚珠式动力吸振器。基于拉格朗日方程建立了二重滚珠式吸振器的动力学模型,通过解析与数值计算,研究了该吸振器的振动机理及各主要参数对其吸振效果的影响。利用吸振器定点定理进行优化设计,分析了三定点的坐标特点,求解出了最优频率及阻尼。研究表明,此吸振器可有效控制机械或结构共振点附近的振动响应。     

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。