波在薄圆盘粘弹性波导吸振器中传播及耗能研究

基于经典薄板理论,建立圆盘动力学方程,在粘弹性材料本构关系基础上,研究柱波在薄圆盘粘弹性波导吸振器中传播和耗能规律;并讨论了振劝能量耗散民圆盘几何参数,材料参数及振动波频率的关系,研究及计算机仿真表明圆盘粘弹性波导吸振器具有较好的减振效果。     

梁类波导吸振器的动力特性分析

建立梁类波导吸振器的振动能量耗损模型;分析和探讨温度、外界激励频率及梁类波导吸振器的结构参数等与波导吸振器吸振特性之间的关系;并通过数值计算和实验证实了梁类波导吸振器优良的吸振效果。     

多重动力吸振器控制单跨转子振动实验研究

针对大型旋转机械中存在的转子振动问题,对转子的过临界振动和常见故障进行了减振研究,特别是利用动力吸振器对转子系统减振原理和减振效果进行了研究。设计了多重半主动动力吸振器,并搭建了单跨实验台,利用仿真软件验证了实验台参数的合理性;设计了具有四重固有频率的四重动力吸振器,进行了转子系统临界振动控制实验和通过开关控制抑制转子的一阶临界振动实验;进行了多重动力吸振器和双重动力吸振器的对比实验。研究结果表明:开关控制的动力吸振器能将转子全程的振动控制在一个较小的范围内,解决了新的共振峰问题,并能有效拓宽有限减振频带;四重动力吸振器的减振效果比双重动力吸振器高出4%以上,同时在其整个工作频带中都可以对转子振动进行有效控制。     

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.     

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。     

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。     

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...     

摆动式动力吸振器参数优化研究

为了提高空中缆车等设备的运行舒适性和安全性,降低摆振响应,设计了一种用于控制结构摆振的摆动式动力吸振器。通过建立吸振系统动力学模型,理论分析了吸振器的转动惯量、固有频率和阻尼参数对摆振结构振动响应的影响。利用定点理论,研究了吸振器的最优固有频率和最优阻尼。数值模拟了最优参数的精确性及吸振器的控制效果。研究表明此动力吸振器方案可以有效地减小摆振结构发生的强迫摆振响应。     

管道系统动力吸振器布置多目标优化设计

工业设备中管道系统的振动具有明显地线谱特征,动力吸振器可以有效抑制管道在特定频率下的振动。引入一类含平动和转动自由度的动力吸振器,针对某管道系统开展简谐激励下的振动控制研究。首先,分别采用梁单元、弹簧-质量单元模拟管道和动力吸振器,并将动力吸振器与管道的运动方程耦合。采用拉丁超立方体抽样方法对动力吸振器的参数进行采样,建立动力吸振器参数到管道支承位置振动响应的输入输出关系。采用Kriging插值法建立输入输出关系的代理模型,基于代理模型进行参数相关性分析。应用全局高效响应面算法,对管道上动力吸振器的布置进行多目标优化,实现管道系统的振动控制,优化变量包括吸动力吸振器的安装位置和刚度参数。并针对得到的最优设计方案进行稳健性评估,考查各设计参数在设计方案名义值附近扰动时,对各输出变量的影响。     

考虑公差的扭转动力吸振器不确定性优化设计

建立了带扭转动力吸振器的动力传动系统模型,考虑了动力传动系统与后桥的耦合作用,推导了带扭转动力吸振器的动力传动系统振动动力学方程;对扭转动力吸振器的影响进行研究,分析了加入扭转动力吸振器后动力传动系统自由振动和强迫振动性能的变化及其原因;将区间不确定性优化模型引入动力传动系统振动分析中,保证了不同制造条件和使用工况下扭转动力吸振器均能最大程度发挥其作用,且允许扭转动力吸振器参数存在宽松的设计公差。     

基于大挠度理论的减振器阀片精确变形模拟和研究

为获得筒式减振器环形阀片弯曲变形的大挠度表达式与半径的关系,基于圆薄板大挠度理论,提出了薄板变形问题表达式内在统一的表示,结合针对环板外边缘挠度的大挠曲变形解析式与小挠曲变形方程,推导出环形阀片大挠曲变形与半径相关的混合解法解析式与变形修正系数。利用ABAQUS有限元软件对环形阀片进行了仿真分析,验证了混合解法解析式的精确度。分析了基于混合解法的叠加阀片弯曲变形,对叠加阀片的等效厚度与弯曲变形刚度进行了研究,得出的解析式与结论可用于减振器阀片的设计、调校与仿真分析。     

考虑阀片大挠曲变形的减振器建模与参数辨识

为建立减振器参数化数学模型,基于圆薄板大挠曲理论和弹性力学原理,推导出了阀片大挠曲变形与半径的关系式。建立外半径不全相等时环形叠加阀片的力学模型,提出用大挠曲变形解析方法与有限元分析相结合的等效模型求解方式推导出该环形叠加阀片挠曲变形的解析式。根据活塞阀系叠加阀片与复原弹簧同时变形的串联原理,建立了该双筒式减振器在复原与压缩行程中阻尼特性的数学模型。采用NSGA-Ⅱ算法对模型中难以测量的参数进行辨识,辨识后的减振器外特性仿真结果与试验数据基本吻合,说明所建立的参数化模型比较可靠,对减振器的性能调试具有指导意义。     

力偶作用下薄板的吸振控制研究

针对附加动力吸振器的简支矩形薄板,利用结构导纳理论,推导出了集中简谐力偶作用下系统各环节的功率流表达式,揭示了力偶的作用机理和动力吸振器的吸振机理。在此基础上,以控制频率范围内输入主振系的净功率流最大值为目标函数,探讨了单个吸振器和多个吸振器的优化设计问题,并分析了吸振器安装位置对控制效果的影响。功率流表达式的推导和吸振器优化设计的研究为弹性体在力偶作用下的吸振控制提供了理论基础和设计方法。     

Vibration of circular Mindlin plates with concentric elastic ring supports

This paper studies the vibration behaviour of circular Mindlin plates with multiple concentric elastic ring supports. Utilizing the domain decomposition technique, a circular plate is divided into several annular segments and one core circular segment at the locations of the elastic ring supports. The governing differential equations and the solutions of these equations are presented for the annular and circular segments based on the Mindlin-plate theory. A homogenous equation system that governs the vibration of circular Mindlin plates with elastic ring supports is derived by imposing the essential and natural boundary and segment interface conditions. The first-known exact vibration frequencies for circular Mindlin plates with multiple concentric elastic ring supports are obtained and the modal shapes of displacement fields and stress resultants for several selected cases are presented. The influence of the elastic ring support stiffness, locations, plate boundary conditions and plate thickness ratios on the vibration behaviour of circular plates is discussed.     

低频重载下黏弹性减振器阻尼缓冲性能分析

为研究黏弹性减振器的非线性阻尼缓冲性能,根据其结构特点和非线性特征,建立单自由度分段非对称非线性振动模型,并由平均法推导出系统固有频率共振区附近的幅频特性方程。以安装在某300kW履式拖拉机的黏弹性减振器为应用对象进行研究,分析系统在固有频率共振区附近的非线性特性和阻尼减振性能。讨论了幅频特性分别和激励幅值、刚度系数、阻尼系数、质量之间的关系,并提出改善系统减振性能的建议。     

An exact solution for buckling of functionally graded circular plates based on higher order shear deformation plate theory under uniform radial compression

In this research, mechanical buckling of circular plates composed of functionally graded materials (FGMs) is considered. Equilibrium and stability equations of a FGM circular plate under uniform radial compression are derived, based on the higher order shear deformation plate theory (HSDT). Assuming that the material properties vary as a power form of the thickness coordinate variable z and using the variational method, the system of fundamental partial differential equations are established. A buckling analysis of a functionally graded circular plate (FGCP) under uniform radial compression is carried out and the results are given in closed-form solutions. The results are compared with the buckling loads of plates obtained for FGCP based on the first order shear deformation plate theory (FSDT) and classical plate theory (CPT) given in the literature. The study concludes that HSDT accurately predicts the behavior of FGCP, whereas the FSDT and CPT overestimates buckling loads.     

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。     

TRANSVERSE VIBRATION CHARACTERISTICS OF VISCOELASTIC RECTANGULAR PLATE WITH CRACK

Based on the two-dimensional viscoelastic differential constitutive relation and the thin plate theory, the differential equations of motion of the viscoelastic plate with an all-over part-through crack are established and the expression of additional rotation induced by the crack is derived. The complex eigenvalue equations of the viscoelastic plate with crack are derived by the differential quadrature method, and the 8method is used at the crack continuity conditions. Dimensionless complex frequencies of a crack viscoelastic plate with four edges simply supported, two opposite edges simply supported and other two edges clamped are calculated. The effects of the crack parameter, the aspect ratio and dimensionless delay time of the material on the transverse vibration of the viscoelastic plate are analyzed.     

线性分布载荷作用下双模量圆板的计算分析

双模量圆板在线性载荷作用下,会形成各向同性的拉伸区和压缩区.可将双模量圆板看成两种各向同性材料组成的层合板,采用弹性理论建立双模量圆板在外载荷作用下的静力平衡方程,利用此静力平衡方程即可确定双模量圆板的中性面位置.建立双模量圆板在外载荷作用下的弯曲微分方程,求得双模量圆板在线性分布载荷作用下的挠度方程.通过算例讨论分析双模量对圆板弯曲变形的影响,得到圆板材料拉压弹性模量相差较大时,其挠度计算不宜采用相同弹性模量经典薄板理论,而应该采用双模量薄板理论的结论.