低频振动控制用阻尼器流固耦合仿真

卫星挠性附件的低频振动极易与整星发生动力学耦合,进而影响姿态控制效果与卫星成像性能.本文设计了一种新型流体阻尼器,通过在挠性附件和星体之间串联该流体阻尼器的方案来快速稳定挠性附件的低频振动;建立了阻尼器结构模型,使用基于有限元法的流固耦合仿真获取了阻尼器在低频激励下的迟滞回线;研究了流体阻尼器的阻尼特性;定义了阻尼系数并给出了阻尼系数随阻尼孔径、阻尼孔长和激励频率的变化规律.结果表明,低频激励下阻尼系数随激励频率的增加而减小,随孔径与孔长的增加而先增大后减小,存在最佳阻尼系数.该结果为阻尼器在工程实际中的应用提供设计参考.     

拉索-阻尼器系统的改进实模态分析方法

阻尼减振是拉索振动控制的主要措施,目前拉索 阻尼器系统的主要分析方法为复模态法.虽然采用复模态法可以精确分析拉索 阻尼器系统的阻尼比和频率等主要特征参数,但采用复模态法求出的拉索复振型由于不包含减振所需要的参数而被研究较少,而系统的振型对研究阻尼器的减振效果又具有非常重要的意义.文中首先采用复模态法求解了拉索 阻尼器系统,基于复振型的物理意义,引入相位函数,提出了一种改进的实数分离变量法,分析了阻尼力在拉索中的传递特征;建立了拉索 阻尼器系统的改进实模态分析方法,采用该方法求解得到的非线性运动方程通解与复模态法一致.基于该新方法计算得到的实模态振型,分析了阻尼器对拉索实际振型以及相位的影响.     

新型阻尼车轮振动特性试验与仿真方法

采用仿真与试验相结合的方法分别对3种辐板形式车轮安装新型辐板屏蔽阻尼器前后的振动特性进行分析,结果表明:在安装辐板屏蔽阻尼器后,3种车轮在整个频域范围(0~6 400 Hz)内均具有良好的减振效果;斜型辐板和双S型辐板车轮较直型辐板车轮的径向振动与1节圆轴向振动更容易发生耦合;辐板屏蔽阻尼器在有效降低3种辐板形式车轮的径向振动和0节圆轴向振动的同时,还能够减小车轮径向振动与轴向振动的耦合.由阻尼车轮的减振特性可以预测,辐板屏蔽阻尼器能够有效降低车轮的滚动噪声和曲线啸叫噪声.     

调谐质量惯容系统对高耸脱硫塔风振控制研究

高耸脱硫塔属于圆截面薄壁钢结构,具有柔度大、阻尼小、上部截面突变等特征,在风荷载作用下易发生较为强烈的顺风向和横风向振动.为实现脱硫塔风致振动的有效与轻量化控制,引入调谐质量惯容系统(TMIS),基于推导的脱硫塔-TMIS耦合系统频响函数,分别建立了TMIS对脱硫塔的顺风向和横风向减振参数优化设计方法,并对比分析了TMIS、传统调谐质量阻尼器(TMD)、调谐质量惯容阻尼器(TMDI)对脱硫塔的减振效果.结果表明：以脱硫塔频域响应和H_∞范数为目标优化设计的TMIS对脱硫塔顺风向和横风向风致振动均有较好的控制效果;与顺风向减振相比,TMIS横风向减振具有更好的轻量化效应;与TMD、TMDI相比,TMIS表现出较好的减振优势.     

军用履带车辆半主动悬挂系统最优控制研究

将磁流变阻尼器这种智能减振装置应用于履带车辆悬挂系统中,构成了新型的半主动式悬挂系统,研究了磁流变阻尼器的力学特性,建立了1／2车体振动模型,采用基于最优控制理论的半主动控制算法,确定了悬挂系统的最优控制力,并对典型沙土路面激励下,某型军用履带车辆半主动悬挂系统的垂直加速度、垂直位移、角加速度和角位移的响应情况进行了仿真分析,结果表明该控制算法有着很好的减振效果。     

斜拉索的磁流变半主动自适应控制器设计

考虑描述磁流变(MR)阻尼器力学行为的LuGre动态摩擦模型,建立了新的斜拉索-MR阻尼器系统模型,该模型能够很好地描述斜拉索-阻尼器系统的动态特性,且能够实时辨识MR阻尼器内部参数.对于新的系统模型,基于Lyapunov直接法设计了抑制斜拉索振动的半主动自适应控制方法;原系统可变换为带有小参数的奇摄动系统,采用奇摄动理论对该系统进行分析,得到了另一类半主动自适应控制方法.仿真结果表明提出的两种控制方法均能够很好地抑制拉索振动.     

足式机器人小腿减振控制研究

研究足式机器人行走过程的稳定性优化控制策略,设计一种基于机器人上身平台振动加速度为反馈的小腿减振控制系统。通过虚拟仿真分析软件——机械系统动力学自动分析构建足式机器人小腿虚拟样机,并导入到Matlab中进行主动减振的自抗扰控制算法设计,根据主动和被动减振分别抑制低频和高频振动。仿真结果表明,主被动联合减振大幅衰减了机器人上身平台的振动,弥补被动减振对低频振动无法抑制的情况,有效提高了机器人行走的稳定性。     

基于磁阻尼的超低频绝对振动传感器机理研究

通过分析普通磁电式速度传感器在测量超低频绝对振动信号时存在固有缺陷带来的问题,介绍了基于磁阻尼的超低频绝对振动传感器机理,系统用磁阻尼代替机械阻尼工作,克服了普通磁电式速度传感器体积大、质量大、不便运输等问题,下限频率达到了0.25 Hz。     

微惯性测量单元的减振结构设计与仿真分析

基于谐振式MEMS陀螺的微惯性测量单元(MIMU),在工作时其性能会受到来自内部与外部振动干扰的影响。在分析了影响MIMU性能的振动来源和传统减振方式的不足的基础上,提出一种基于阻尼合金的新型减振方案和相应的MIMU结构设计,并设计了仿真实验分析其力学性能和阻尼衰减特性。结果表明:采用该阻尼合金的方案,MIMU减振结构的各项力学指标均符合要求,并且具有良好的减振抗干扰特性。     

小空间电子元器件的抗振设计

本文对自由振动系统及阻尼受迫振动系统进行了分析,指出提高系统抗振强度所需改进的各项因素,并对上述因素进行综合考虑,提出了专门针对小空间电子元器件减振的可行方式。最后,通过实验验证了减振模型的可行性和优越性。     

舰船概念设计中振动预报方法

以带有双层隔振装置的舰船模型为对象,利用MSC Nastran的有限元分析方法以及试验手段,对其隔振性能进行研究.将船体与双层隔振装置作为一个系统,建立三维有限元振动分析模型;以降低船体结构振动能量为目标,对发动机激励作用下的双层隔振装置与船体的振动特性进行分析;通过有限元分析方法和试验两方面的研究与对比,为舰船的减振降噪的初期概念设计提供快速预报方法.     

车辆座椅减振系统中可控磁流液阻尼器的性能测试研究

半主动可控磁流液阻尼器是国际上新近研发的新一代智能振动抑制驱动器件，本文主要介绍对其进行性能测试研究的MTS实验系统及有关研究成果。该实验系统由液压反馈激振器、数据采集和处理计算机单元、传感器等软硬件组成，能实时在线显示阻尼器运动的相对位移、速度和所产生的阻尼力等时间响应信号，以及表征阻尼器基本特性的阻尼力对相对速度关系曲线。实验结果表明该智能驱动器件表现出典型的滞回非线性特性，并通过对大范围控制电流和大范围频率和幅度单谐波信号激励下的实验数据的分析，系统地描述了该新一代半主动可控智能驱动器件的主要性能特点。     

分段阻尼隔振系统的动力学特性分析

针对传统线性隔振器在降低共振峰值的同时会牺牲隔振性能的矛盾,设计了一种含分段阻尼的隔振器.首先,采用移动凸轮变阻尼装置,通过凸轮廓线的设计使系统的垂向阻尼系数的受振动位移大小控制并呈现分段线性特征,分析了该装置的阻尼特性.然后将分段阻尼装置应用于隔振器中,建立了含分段阻尼的积极隔振系统模型及其动力学方程,通过能量等效原理求出了分段阻尼系统的等效线性阻尼系数,求解了简谐力激励下系统响应的理论解,并用四阶龙格-库塔法数值仿真验证了理论解的正确性.最后研究了分段阻尼隔振系统的动态特性,分析了主要参数对幅频响应特性与力传递率特性的影响.结果表明,通过合理的参数选择,分段阻尼隔振器可兼顾无阻尼隔振器与线性阻尼隔振器的优点,既能有效降低系统的共振峰值,又能保证高频区域的优秀隔振性能,为新型非线性隔振器的设计提供了理论依据.     

基于等效模态阻尼的复合隔振系统振动计算方法

基于线性黏弹性假设,将应变能阻尼理论推广到复合隔振系统的等效模态阻尼计算中,运用Python和Abaqus编制相应的计算程序,该程序可考虑材料阻尼的频变特性。以多种材料组成的船舶双层复合隔振系统为算例,计算其等效模态阻尼和隔振器等效阻尼系数。分别采用直接积分法和模态叠加法计算系统振动响应,对比设备、筏架、船底壳的振动加速度响应,验证基于等效模态阻尼的模态叠加法的准确性。结果表明,该方法可以准确计算复杂组合模型的模态阻尼,算例的振动响应计算结果一致性较好,用模态叠加法可以大幅提高复合隔振系统稳态振动响应的计算效率。     

Fractional Modeling and Analysis of Coupled MR Damping System

The coupled magnetorheological (MR) damping system addressed in this paper contains rubber spring and magnetorheological damper. The device inherits the damping merits of both the rubber spring and the magnetorheological damper. Here a fractional-order constitutive equation is introduced to study the viscoelasticity of the combined damper. An introduction to the definitions of fractional calculus, and the transfer function representation of a fractional-order system are given. The fractional-order system model of a magnetorheological vibration platform is set up using fractional calculus, and the function of displacement is presented. It is indicated that the fractional-order constitutive equation and the transfer function are feasible and effective means for investigating of magnetorheological vibration device.      

基于阻尼力调节的城轨车辆复合结构车身减振控制系统设计

为了降低车身振动给城轨车辆复合结构产生的危害,利用阻尼力调节技术优化设计城轨车辆复合结构车身减振控制系统。在考虑城轨车辆复合组成结构和工作方式的情况下,构建城轨车辆复合结构模型。在该模型下,结合城轨车辆的运行环境,模拟城轨车身在不同场景下的振动过程。利用安装的车身运行传感器,获取城轨车辆的实时运行数据,提取城轨车身振动特征,计算车身阻尼力调节量的理论值。采用可调阻尼器作为执行元件,执行可调阻尼力调节任务,在系统减振控制器的支持下,实现城轨车辆复合结构车身减振控制功能。通过系统测试得出结论：应用基于阻尼力调节的城轨车辆复合结构车身减振控制系统后,车身振动频率和振动幅值得到明显降低。     

一种基于电磁—空气弹簧的非线性隔振器理论与实验研究

本文提出一种主要由空气弹簧和永磁体所组成的具有准零刚度特性的非线性隔振器.首先,通过分析空气弹簧和磁体的受力特性,建立隔振器力-位移关系和刚度-位移关系,揭示隔振器静态力学特性,并分析隔振器参数对系统刚度的影响规律.然后,采用谐波平衡法计算隔振器力传递率特性.结果表明,通过在适当范围内调节系统阻尼比或激励幅值,所提出的非线性隔振器在隔振频率范围内优于普通空气弹簧隔振器.最后,通过实验验证隔振器的隔振性能.该研究可为小振幅甚至微振动系统的振动隔离提供新的参考.     

摩托车磁流变阻尼器的设计研究

磁流变液（Magnetorheological fuild）是一种新型的智能材料，属于可控流体，具有在外加磁场作用下快速可逆地改变流变性能的特点。本文选择剪切阀式作为本文阻尼器的工作模式，对磁流变阻尼器的磁路进行了设计；优化设计了磁流变阻尼器的结构参数，在此基础上，根据理论分析选择阻尼器的结构尺寸，设计制作了单出杆磁流变阻尼器。对本文设计的磁流变阻尼器的特性进行了实验研究，本文的研究结果对于磁流变阻尼器在摩托车悬挂系统中的应用具有较好的参考价值。     

多层挤压式电流变阻尼器理论建模研究

提出了一种多层挤压式的电流变阻尼器模型,首先基于电流变Bi-Viscosity塑性模型,对挤压式电流变阻尼器进行了数学建模及讨论,然后对其动态特性进行研究,输入采用正弦波激励,模拟分析了阻尼器在不同外部条件下输出的阻尼力.仿真结果表明,阻尼力是激励振幅、频率和外加电压的增函数,阻尼力分为粘性阻尼和电致阻尼两部分,阻尼器的阻尼可控部分是其电致阻尼力,可以通过外加电压对其调节,同时模型也可应用于挤压式磁流变液阻尼器的理论设计.     

简谐载荷作用下井字梁楼盖竖向振动控制

为研究某工业厂房井字梁楼盖在简谐载荷作用下的异常振动问题,根据现场动力特性测试结果,采用有限元软件Abaqus建立井字梁楼盖局部板-柱模型,通过增设调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)和布置隔振器对井字梁楼盖的竖向振动研究进行控制.结果 表明:增设TMD和布置隔振器均可以使楼盖竖向振动峰值加速度...