非线性阻尼非线性刚度隔振系统参数识别

针对同时含有非线性刚度、非线性阻尼的振动系统,提出了两类参数识别方法。第一类方法是基于非线性振动系统中的振幅跳跃现象,通过跳跃点的测量得出振幅跳跃点的激励频率和幅值,用谐波平衡法识别出非线性振动系统的非线性刚度、非线性阻尼参数。第二类方法是涉及时域响应,通过希尔伯特变换获得非线性系统自由振动的响应幅值和相角,结合双非线性振动系统在瞬态激励下的解析解,获得系统的非线性刚度和阻尼。以非线性刚度非线性阻尼隔振系统为例,通过数值模拟对给出的两类参数识别方法加以验证,并对结果进行较比,识别参数相吻合。可以为实验条件下,含非线性刚度、非线性阻尼隔振系统的参数识别提供理论指导。     

多层隔振系统功率流研究

多层隔振系统是隔振降噪一项重要的技术,而功率流方法是评价隔振系统隔振效果的有效方法.基于多层隔振系统建模理论,推导了多层隔振系统的功率流传递公式,并详细讨论了多层隔振系统上下层隔振器刚度、阻尼比及中间质量对功率流传递的影响.     

板式基础上非线性隔振系统的功率流传递特性

针对工程实际中柔性基础的隔振问题,建立了机器一非线性隔振器-柔性基础组成的隔振系统理论模型,其中,用四边简支矩形薄板模拟弹性安装基础.运用谐波平衡法和Newton迭代法对系统在简谐激励下的动态响应进行了近似求解,并通过计算分析了主谐波分量对于基础的振动功率流输入,讨论了隔振器的非线性阻尼和刚度特性对系统隔振效果的影响.研究表明,在低频段,较小的阻尼非线性特征参数和较大的刚度非线性特征参数利于隔振;在高频段,较大的非线性特征参数具有较好的隔振性能.     

浮筏隔振系统的传递功率流研究

针对实际工程中浮筏装置的隔振性能评估,推导了一种用于浮筏隔振系统传递功率流计算的新方法,并利用本方法进行实例计算,预测各子系统联接界面或耦合点的功率流,描绘各耦合界面的传递功率谱。分析浮筏安装非对称性、机组振幅比对传递功率流的影响。     

多层隔振系统功率流实验研究

多层隔振技术是隔振降噪一项重要技术,而功率流的研究方法也是目前评价隔振系统隔振效果的重要方法.本文搭建了一个三质量双层隔振系统模型,并对该模型进行了功率流实验研究.研究结果表明在一个机组激励的情况下,输入系统的功率流曲线、传入中间质量的功率流曲线及传入另一机组的功率流曲线均与理论计算值较为吻合,完成了对多层刚体隔振系统功率流理论的验证.     

几何非线性黏性阻尼隔振系统动力学特性研究

针对舰船设备用隔振系统中普遍存在的非线性特性,建立了包含非线性刚度、库伦阻尼和几何非线性黏性阻尼的非线性隔振系统数学模型,采用平均法进行解析求解,根据Routh-Hurwitz判据得到系统稳定性边界条件,综合研究了线性阻尼、库伦阻尼和和几何非线性黏性阻尼对系统幅频响应和稳定性的影响规律;对非线性隔振系统进行了避跳参数设计,分析了系统参数对避跳边界的影响;通过振动试验进行验证。结果表明:线性阻尼、库伦阻尼和几何非线性黏性阻尼对降低软、硬隔振系统幅频响应峰值,提高系统稳定性都有积极作用,但由于库伦阻尼的“锁定”特性导致硬特性隔振系统幅频响应出现“频率岛”现象,系统稳定性未能得到有效改善,但库伦阻尼有效降低了软特性隔振系统幅频响应峰值,提高了系统稳定性;几何非线性黏性阻尼对降低幅频响应峰值,提高系统稳定性均具有显著作用,同时不会出现“频率岛”现象。     

硬刚度特性非线性隔振系统分叉的数值研究

倍周期分叉是通向混沌的主要道路之一，而现有的分析方法对进行硬刚度特性非线性振动系统的分叉分析存在着诸多局限，因此，应用数值方法研究其分叉具有重要意义。本文通过Poincare映射方法得出硬刚度特性非线性隔振系统的全局分叉图，然后通过胞映射方法分析其静态和动态分叉。     

斜置隔振系统功率流传递特性

针对工程中常见的复杂柔性耦合隔振系统,本文对隔振器斜置的情况进行了研究.在充分考虑基础结构的柔性、各支承间的耦合作用的前提下,分析了机器设备-隔振器-柔性基础这一振动隔离系统的动态特性,推导了系统功率流传递表达式,并且结合工程实际对斜置隔振系统的理论模型进行了具体的数值计算,绘制了功率流传递曲线,着重分析了隔振器倾斜角度的变化对输入到基础梁功率流的影响.     

具有刚度非线性双层隔振系统冲击响应数值分析研究

对双层隔振系统中的弹性元件即隔振器采用非线性立方刚度模型描述,在此基础上建立了双层隔振系统的动力学方程。应用Runge-Kutta数值法求得系统的冲击响应,分析了双层隔振系统上下层质量之比、刚度之比以及隔振器阻尼和硬特性刚度系数对系统抗冲击性能的影响,对双层隔振系统的抗冲设计具有一定的参考意义。     

基于功率流的隔振控制研究

针对工程中弹性基础引起动力设备的振动和噪声控制问题，建立了多支承弹性隔振系统的动力学模型，推导了机器、隔振器和弹性基础之间的动态传递方程，以能量传输观点来评价系统隔振效果，揭示机组、隔振器刚度，以及基础刚度等的不同参数对功率流的影响，为工业设计时参数的选择提供参考。     

基于面向对象的隔振系统功率流求解方法

针对复杂隔振系统———单层隔振和多层隔振的混合式系统的求解策略进行了详细的理论分析,给出了 深度优先的结构化建模方法。在此基础上,将隔振系统的结构化分析方法和软件设计中的OO(Object Oriented)思想相 结合,提出了复杂柔性隔振系统面向对象的功率流求解策略。     

柔性隔振系统功率流特性及最优化控制策略

针对实际工程中力和力矩复杂激励下柔性耦全系统的隔振问题，综合考虑弹簧的纵向和横向刚度，运用导纳矩阵法推导了主动控制力下系统的动态传递方程。分析了力的对称性及弹簧刚度对传递到基础的功率流的影响，探讨了最优化控制的效果。     

柔性基础主动隔振系统的功率流传递性

本文在考虑主动作动器与柔性基础耦合作用的条件下,建立了柔性基础上主动隔振系统的理论模型,运用了结构导纳综合法推导了该系统中的功率流传递函数,研究分析了其功率流传递谱,并从功率流控制的观点探讨了其主动控制策略。     

主动隔振系统中功率流的最优化控制策略

用功率流指标描述主动隔振系统中能量的传输,以传轾到接受体的功率流量小为最优化控制目标,推导主动隔振系统中功率流传递的最优控制表达式,提出了ＳＭＲ主动隔振模型基于功率流的最优化控制策略。针对工程实际中的柔性安装问题,对四边简支矩形薄板的主动隔振进行了研究。     

非线性迟滞阻尼对隔振系统力传递特性影响

为提高系统隔振性能,研究摩擦阻尼在几何非线性条件下产生的迟滞阻尼(结构阻尼)对力传递特性影响。区别于传统单自由度隔振系统,采用含基础质量影响的两自由度无约束隔振系统模型进行阻尼力特性研究。用平均法求解运动方程,获得系统频率-响应幅值方程,以此导出系统力传递率及力位移传递率表达式。理论结果表明,质量、阻尼与激励频率为影响传递率主要因素。与粘滞阻尼相比,迟滞阻尼隔振效果更好,不仅能降低共振区响应,亦能改善高频区隔振性能。对运动方程进行扫频激励下数值仿真,获得力传递特性数值解。结果显示仿真结果与理论结果吻合良好,几何非线性阻尼隔振系统具有良好隔振性能。     

松弛型阻尼隔振模型的动刚度试验研究

针对松弛型阻尼隔振模型,从动刚度角度分析其与传统隔振模型的区别。通过求解松弛型阻尼隔振模型的传递率,说明系统最优传递率和动刚度的联系。使用波纹管提供刚度及密封,采用小孔阻尼结构形式,设计松弛型阻尼隔振器并对系统的阻尼系数求解。对所设计的松弛型阻尼隔振器进行了动刚度的测试,实验结果和理论预测吻合较好。研究对松弛型阻尼隔振器的优化设计具有很强的指导作用。     

具有刚度非线性的结构系统阻尼参数测试

机械结构系统中存在大量的结构,其固有频率会随着激振力幅的不同而改变,称之为刚度非线性结构,例如螺栓法兰联接结构、涂层复合结构等。由于存在刚度非线性,经典的半功率带宽法无法准确辨识这些结构的阻尼参数。本文在修正经典半功率带宽法的基础上,提出了一种适用于弱刚度及强刚度非线性系统的阻尼辨识方法,称为频域带宽法。首先,基于刚度非线性结构系统的运动方程,分别推导了弱刚度非线性及强刚度非线性系统的阻尼辨识公式。进一步,提出了基于频域带宽法测试具有刚度非线性结构系统的阻尼参数的方法及流程,并讨论了扫频方向、扫频速度对测试结果的影响。最后,以具有软式非线性特征的硬涂层薄板为对象进行实例研究,获得了该薄板不同激励幅度下的阻尼参数。本文的研究可为精确建立类似结构的动力学响应分析模型提供参考。     

多源激励下浮筏隔振系统导纳功率流研究

建立了浮筏隔振系统的振子力学统计分析模型，使用导纳功率流的方法研究了隔振系统的振动响应和振动功率流特性，并通过数值方法分析了筏体和隔振器参数变化对传递到基础结构功率流的影响。分析结果表明：增大基础厚度、减小系统中耦合元件的耦合刚度和增大筏体质量可以有效控制系统的传递功率流。     

整舱浮筏隔振系统功率流理论与试验研究

采用FEM和SEA方法计算整舱浮筏隔振系统传递的功率流，初步分析整舱浮筏隔振系统功率流传递特性。用间接方法测量了整舱浮筏隔振系统的功率流传递，分析整舱浮筏功率流理论计算和试验结果之间的关系及功率流的传递规律，说明采用FEM＋SEA方法计算整舱浮筏隔振系统的功率流隔振效果在工程上是可行的。     

柴油机双层隔振非线性系统主动隔振研究

针对柴油机双层隔振系统,考虑误差通道严重非线性影响动力系统建模、振动分析以及主动控制策略设计、隔振效果,在预补偿模型参考自适应逆控制的线性化算法基础上,集成自适应陷波算法,形成自适应复合控制策略。在柴油机双层隔振系统主动隔振试验中,基于Hammerstein型非线性系统解耦及基频广义频响函数分析,建立线性化参考模型及提取误差通道相频特性曲线,分析提出的自适应复合控制策略,结果表明:接近目标非线性系统的线性参考模型,能够获得好的线性化效果和提供精确的误差通道相频特性曲线,并与相频曲线FIR模型拟合一起,决定着自适应复合控制策略的隔振效果;而与系统能量建模结果对比表明,只有通过消除系统非线性来抑制其对谐频振动影响,才能获得最优的系统振动能量级隔振效果。