含有时滞控制的准零刚度隔振器的隔振性能研究

采用一对斜置弹簧作为负刚度元件,与垂直弹簧并联组成准零刚度非线性隔振器,从而增大系统的隔振频率范围。并引入线性位移时滞控制。通过平均法分析得到系统在简谐力激励下的响应特性。在此基础上,研究了该刚度系统在引入线性位移时滞控制时的力传递特性,给出了时滞控制对力传递率的影响规律和特点。结果表明,无论受控系统是在低频段还是高频段,该隔振器的隔振性能均比等效的线性隔振器要好,而受控系统的隔振性能优于不受控系统。     

限位式准零刚度隔离系统的冲击响应分析

针对准零刚度系统受冲击载荷作用时相对位移响应较大的问题,提出限位式准零刚度隔离系统.分析了限位式准零刚度系统的工作原理,建立其冲击激励下的动力学方程,采用龙格-库塔法进行仿真计算,研究了限位器参数(刚度比、阻尼比)对冲击响应的影响.结果表明,限位式准零刚度隔离系统能有效降低冲击载荷作用下的相对位移响应,通过匹配合理的限位器刚度及阻尼参数,可有效提高其抗冲击性能.     

联合收割机发动机隔振性能的分析

对单缸发动机所受惯性力进行分析,根据牛顿定律给出了单缸发动机垂直振动的微分方程,并给出了振动响应的公式;根据不同的阻尼比ξ,描绘出了隔振效果η随频率比ω/ωn的变化情况,并对隔振器的刚度参数蠡和阻尼比ξ的取值进行了设计;最后给出了隔振器的类型并确定了合理的隔振方案.     

磁齿式非线性隔振器的分段动力学特性分析

为研究错位磁齿结构所产生电磁力的分段特性对隔振性能的影响,首先,通过磁路分析给出了电磁负刚度机构的解析模型,并基于此建立了磁齿式非线性隔振系统的动力学模型。然后,采用平均法对隔振系统在定速度幅值基础激励下的动力学特性进行了理论分析,并采用数值方法对其加以验证。最后,以位移传递率作为评价指标,分析了基础激励速度幅值以及阻尼对于动力学特性的影响并通过与等效线性系统的对比评估了其隔振性能。结果表明:磁齿式非线性隔振器分段特性不会使系统隔振性能恶化,相反会使系统的承载能力以及有效工作范围分别得到加强和拓宽。     

磁悬浮浮筏隔振系统传递特性研究

设计了一种磁悬浮隔振器, 并与被动隔振器并联应用于浮筏系统, 建立了磁悬浮浮筏隔振系统的动力学模型.通过Adams软件仿真, 得到不同刚度下浮筏隔振系统传递率曲线.仿真结果表明:由于磁悬浮隔振器的刚度阻尼可主动控制, 磁悬浮浮筏隔振系统在脉冲激励信号作用下, 在宽频域内具有良好的隔振性能.     

压电材料圆形板热弹耦合作用下的主共振

以温度场中的压电材料圆形薄板为研究对象,基于Von Karman大挠度理论及弹性力学基本理论,利用Bubnov-Galerkin原理推导出了压电圆形薄板的非线性动力学方程.利用多尺度法求得系统发生主共振时的幅频、相频响应方程.利用Lyapunov理论对系统稳态解的稳定性进行了分析.借助MATLAB软件分析了板中心温度、阻尼、外激励幅值、板厚对系统主共振响应的影响.研究结果表明:板中心温度增大会引起系统的响应幅值减小,发生跳跃的外激励频率与固有频率的比值增大,板中心温度对系统的影响相当于阻尼的作用,温度场对系统振动特性具有很大的影响;当外激励幅值增大时,系统的响应幅值也会随之增大,共振区域增大,适当地增大外激励幅值可以使系统避开不稳定区域.     

整星隔振器性能及阻尼可靠性实验分析

为保证卫星成功发射,应用整星隔振方法改善卫星在升空过程中其所处恶劣的动力学环境,降低卫星由于运载火箭激励而引起振动的幅值.通过隔振器传递率特性实验,可以证明添加隔振器后卫星顶端的响应幅值比未隔振前大幅降低.添加隔振器后的随机实验表明,在随机激励下,隔振器的隔振效果可以满足发射要求.此外,通过对隔振器阻尼可靠性问题的讨论,证明在隔振器少量阻尼元件失效条件下,隔振器性能变化不大,可以满足卫星发射对隔振器的冗余性能要求.     

准零刚度柔性隔振超结构设计与仿真分析

针对如何有效抑制低频微振动问题,本文提出了一种可多层叠加的准零刚度柔性隔振超结构。基于柔性机构理论,利用形状优化方法设计了单层准零刚度柔性结构。基于大变形理论结合打靶法,分析了柔性结构的静力学特性,并利用有限元仿真进行了验证。将单层隔振结构进行堆叠,构造了多层准零刚度柔性隔振系统,建立了其有限元模型和多自由度简化模型,研究了其隔振特性,并讨论了阻尼和层数对隔振性能的影响。结果表明：在有效隔振频率区间,随着层数增加,起始隔振频率向低频移动,隔振效果得到明显提升。     

星型齿轮传动系统的非线性动力学分析

建立了星型齿轮传动系统的间隙型非线性动力学模型,考虑了齿轮副的啮合综合误差,齿轮的啮合间隙和时变啮合刚度。并用数值解法对系统的动力学微分方程进行求解,获得了星型齿轮传动在外扭矩作用下受齿轮副传动误差激励的非线性稳态强迫响应。以一个具有3个星轮的四自由度星型齿轮传动为例,对系统的非线性动态响应做了分析,利用时间历程、相平面、Poincar(?)映射以及 Fourier频谱阐述了多自由度间隙型非线性星型齿轮传动系统的简谐、非谐单周期、次谐波、准周期和混沌响应的动力学特性。     

浮筏隔振系统统计分析

建立了浮筏隔振系统的振子力学统计分析模型,研究了稳态随机力激励下“浮筏”隔振系统的振动响应和振动功率流统计特性,并通过数值方法分析了筏架和隔振器参数改变对传递到基础结构功率流的影响。分析结果与采用导纳分析方法及传统隔振理论分析结果的一致性,表明本文的分析是正确的。     

有界噪声激励下Mathieu-Duffing方程的稳定性

研究了M ATH IEU-DU FFING方程在随机激励下的主共振响应和系统的稳定性问题,用多尺度法分离了系统的快变项,讨论了非线性项、随机项对系统的影响。求出了随机M ATH IEU-DU FFING系统的不变测度和最大LYAPUNOV指数,由最大LYAPUNOV指数得到系统的零解几乎必然稳定的充要条件。利用摄动法研究了系统的非零稳态响应,并进行了数值模拟。     

多级隔振系统的优化设计

提出由双Ruzicka隔振器构成的两级隔振系统方案,分析讨论了系统参数对由双Ruzicka隔振器构成的两级隔振系统隔振性能的影响,通过对该隔振系统的优化设计问题进行分析,得到在给定条件下该隔振系统的最优阻尼比ξopt等.     

变刚度双层隔振系统仿真分析

针对宽频扰动时双层隔振系统对低频扰动隔振效果差的问题,将具有可控刚度的磁悬浮隔振器与金属弹簧隔振器并联,实现双层隔振系统刚度的调节.主机从启动到运转至最低稳定转速以及在最低稳定转速处稳定运转时,通过改变磁悬浮隔振器通电电流大小,研究双层隔振系统在不同电流作用下对主机扰动的隔振效果.仿真结果表明,通过改变磁悬浮隔振器电流大小来调节双层隔振系统的刚度,能够改善双层隔振系统对主机低频扰动隔振效果差的问题.     

汽车后桥主减速器非线性振动研究

以汽车后桥主减速器为研究对象,考虑了齿面摩擦、齿侧间隙以及动态传递误差等非线性因素影响,建立了8自由度准双曲面齿轮副动力学模型。通过引入齿轮副啮合线相对位移,为动力学模型缩减了一个自由度,简化了计算。利用数值计算的方法求解了无量纲化后的微分方程,得到系统稳态响应,并考查了动摩擦系数、外部载荷和轴承支承刚度对系统动力学响应的影响。结果表明,减小动摩擦系数、增加外部载荷和提高轴承支承刚度有利于提升系统的稳定性。     

柔性基础内燃机被动隔振系统的建模与仿真

以多体动力学为基础,结合有限元技术和实体建模技术,建立柔性基础内燃机被动隔振系统刚/柔混合仿真模型。并对支承在柔性平板结构上的某四缸柴油机隔振系统进行动力学仿真计算,静平衡及激振力仿真结果均与理论计算十分吻合。通过改变柔性平板支承刚度来改变柔性基础的边界条件,进一步获得不同刚度条件柔性基础上内燃机隔振系统的隔振特性。通过比较柔性基础上隔振器支承力和刚性基础上隔振器支承力的变化,结果表明：柔性基础对隔振器支承力有重要影响,受柔性基础弹性影响的系统自振有可能成为影响支承力变化的主要因素。     

电流变隔振器的理论研究

介绍了一种新型的隔振器———电流变隔振器 .通过对系统的结构进行简化 ,建立起物理模型 ,推导出运动微分方程 ,在理论分析和性能曲线模拟的基础上 ,确定出影响电流变隔振器工作特性的主要因素 .理论研究表明电流变隔振器在低、高频段均能良好隔振 ,有效降低传递力的幅值和扩大隔振的频率范围 ,并具有防系统共振的性能 .     

旋转机械松动故障的非线性力学模型

建立了一个松动故障的非线性力学模型，既考虑了松动故障因刚度分段变化引起的强非线性特征，还考虑了松动故障存在间隙时对系统产生的周期性冲击作用，本模型可以同时模拟松动故障的高阶谐波与次谐波响应现象，而不含冲击作用的分段线性系统刚基本表现为次谐波响应，模型计算结果表明：根据本模型计算得出的松动故障振动现象与实验测试结果更为一致；松动故障的高阶谐是由冲击激励产生，响应幅值与冲击力幅值成正比，而阻尼对松动故障系统的振动应影响较小，利用该模型对旋转机械的故障诊断具有实用价值。     

整星隔振器动力学参数的原理性设计

为了研究整星隔振技术动力学参数的设计原理,通过整星隔振系统的动力学模型,讨论了整星隔振器的质量、刚度、阻尼对整星隔振系统隔振性能的影响,进而建立了卫星的整星隔振器原理性设计原则.并概念性设计了一种离散型整星隔振器,通过振动台对隔振器的隔振性能进行了试验研究,试验结果表明离散型整星隔振器具有理想的隔振性能,验证了原理性设计原则的正确性和有效性,该原则能够推广到其他实际的整星隔振器设计中.     

简谐振动时碟簧吸振器参数优化

推导了在简谐振动条件下装有碟簧(即碟形弹簧)吸振器的单自由度振动系统的运动微分方程,用回归分析方法求得碟簧的等效刚度,再用复数方法求得系统的实频和虚频响应.最后以吸振系统、主振系统各自的阻尼比及其质量比作为设计变量,以主振系统的响应峰值作为目标函数,用复合形法寻求其优化参数.     

横置钢索螺旋弹簧隔振器在冲击激励下的响应

对横置钢索螺旋弹簧隔振器的简化模型进行研究,计算模型主工作方向上有预载荷的上架或基础冲击激励响应,结果用离散的付氏变换处理,对弹簧的弹性几何非线性进行讨论,并把部分计算结果与相应的线性解析解进行比较。