直升机旋翼/机身动力反共振隔振器的优化设计

为提高直升机旋翼/机身反共振隔振器的隔振效率,对直升机主减隔振系统进行了优化设计。通过灵敏度分析,确定了以前后柔性梁的厚度和配重的密度作为优化设计变量,接着采用遗传算法对隔振效率和配重动能进行优化,考虑到仿真模型直接调用优化算法的计算效率较低问题,建立了基于响应面方法的优化近似模型。结果表明:优化后模型的某一阶反共振频率与激励频率一致,配重振动加大,力传递率下降,隔振效率大幅度提高。优化设计提高了动力反共振隔振器的隔振性能,可以为直升机隔振器的设计提供一定的指导。     

可调频液压式动力反共振隔振器动力学分析及优化设计

对直升机主减安装结构进行隔振设计的目的在于阻断叶率旋翼桨毂力向机体传递,从而降低机体振动水平。针对上述主减隔振问题,提出了一种反共振频率可调的液压式动力反共振隔振器,基于拉格朗日方程建立其动力学模型。动力学分析表明:通过调节空气弹簧的刚度可调节反共振频率。进一步保持反共振频率不变,采用遗传算法优化设计隔振器的结构参数,可得到更宽的隔振频带,且隔振器质量更轻。     

一种新型旋翼／机身隔振装置及其性能分析

从降低旋翼动载荷向机身传递的基本目标出发,研究了新型旋翼／机身隔振装置的基本设计思想,给出了设计原则及方法,介绍了反共振装置、波纹板的设计及试验的关键。台架试验表明：该装置能同时实现对桨毂五个交变力素的隔离,其隔振效率及重要指标均达到设计要求     

基于磁流变阻尼器的6自由度半主动隔振系统

为了提高直升机稳定性和舒适性,设计一种基于Stewart机构的6自由度磁流变阻尼器半主动隔振系统。为了有效控制该隔振系统,提高其隔振性能,首先通过参数辨识建立磁流变液阻尼器的Bouc-Wen模型,实验结果表明,该模型可精确模拟磁流变阻尼器动力学性能;其次,采用牛顿-欧拉方法建立隔振系统动力学模型,基于该动力学模型实现了on-off最优控制;最后,采用数值仿真验证了该控制方法的有效性。仿真结果表明所提出的6自由度磁流变阻尼器半主动隔振系统可兼顾直升机主减-旋翼系统在高频段小阻尼的减振效果和共振区大阻尼的减振效果。与被动隔振相比,该隔振系统在X、Y、Z方向平移以及绕X轴、绕Z轴转动的共振频率上,可使振动分别降低26.92%、39.46%、22.77%、53.06%、56.79%。     

磁流变隔振系统的非线性特性研究

采用Bingham模型来描述磁流阻尼器的力学特性．研究了单自由度磁流变隔振系统的主共振，利用平均法得到了被动控制系统的理论解，且对理论解进行了数值验证．调整了影响隔振效果的各种参数，定量或定性地分析各种参数的影响，从而可以更加有效地控制主共振．设计了基于单自由度磁流变阻尼器的隔振系统的实验装置，试验研究了系统参数对隔振效果的影响．     

反共振双层隔振系统分析

提出以反共振隔振方法进行双层隔振系统设计,在不降低隔振区传递率衰减速率的条件下,抑制共振峰值改善双层隔振性能。针对三型单惯容反共振隔振器(anti-resonant vibration isolator, AVI),进行了结构选型分析,优选了二级串联型三元件反共振隔振器用于双层隔振系统;基于传递曲线存在与阻尼无关的固定点性质,建立了反共振双层隔振系统的调谐优化方法;考虑了反共振隔振器作为上层和下层隔振装置两种情形,根据所建立的优化方法分别得到了两种情形下刚度比和阻尼比的优化数值解,分析了调谐状态下共振峰值关于质量比的变化规律,最后讨论了传统隔振器(conventional vibration isolator, CVI)阻尼的影响。结果表明：反共振隔振器在共振区有效抑制共振峰值,在隔振区保持双层隔振传递率衰减速率;共振峰值与质量比成负相关性;传统隔振器阻尼对反共振隔振效果不产生实质影响,但改变隔振区传递率衰减速率。     

基于Matlab的切纸机小波除噪隔振研究

建立了切纸机刀床的力学模型,分析了主动隔振的原理及特点,利用试验测试法和试验模态分析法确定刀床的固有频率和阻尼比.根据隔振原理以及系统的各个固有参数确定隔振器的类型、参数、材料和结构,通过振动测试的方法,对振动切纸机的隔振效果进行检测.结果表明,设计的隔振装置能有效地阻止刀床的振动沿拉杆向机架传递,隔振效果明显.     

海绵乳胶等材料隔振系统的高频传递特性及系统参数的确定

一、海绵乳胶等材料隔振系统的高频传递特性 海绵乳胶、玻璃纤维和一般天然橡胶是工业上常用的隔振材料。为了了解这些材料的隔振性能,我们对这些材料的块状形体在厚度方向进行了垂直振动的绝对传递率试验。试验表明,这些材料——荷重隔振系统在大于系统共振频率的高频段上,其表征系统隔振性能的绝对传递率比共振绝对传递率相同的简单系统的相应绝对传递率要高。这里,简单系统是指参数为常数的弹簧和粘性阻尼器并联组成的系统。试验的部分结果画     

铰接连杆式安装系统振动传递特性测试及分析

目前涡扇发动机安装系统中大多采用铰接连杆式安装节进行发动机与机翼的连接,测试与分析铰接连杆式安装节的振动传递特性对于发动机的减隔振安装设计有重要作用。以某型发动机安装系统为参考,设计由发动机假件、前/后安装节缩比模型以及吊挂组成的安装系统原理验证模型。以原理验证模型为研究对象采用激振器及真空吸盘进行刚体模态试验及振动传递试验,得到发动机刚体模态与安装系统力传递率-频率曲线,并分析确定振动传递的主路径。结果表明:刚体运动模态主要集中在100 Hz以下,并且模态耦合现象比较严重;60 Hz以下,振动传递主路径为发动机-前安装节-吊挂;60 Hz～120 Hz带宽内,振动传递主路径为发动机-后安装节-吊挂;在1阶转速附近,力传递率小于1,设计出的安装节缩比模型具备隔振功能。同时,研究结果可为后续研究中涡扇发动机安装系统多体动力学建模与仿真方法的验证以及安装系统优化设计提供试验支持,并为全尺寸涡扇发动机安装系统隔振试验研究奠定基础。     

涡桨发动机安装系统振动传递特性测试及分析

涡桨发动机一般采用隔振系统将发动机安装于安装框架上,由安装框架与隔振装置组成的涡桨发动机安装系统的传递特性的测试及分析对于涡桨发动机的减隔振安装设计有重要作用。以某型涡桨发动机安装系统为研究对象,设计专用的发动机假件用于模拟发动机质量、惯量、各安装接头位置和结构形式,专用的隔振系统(减振器及安装框)将各安装构件进行安装,专用的固定装置将发动机隔振系统及发动机假件固定在承力墙上。并采用静动联合加载技术在试验室环境下模拟发动机推力及振动载荷,得到发动机刚体模态与安装系统隔振效率。结果表明:在1阶通过频率处,除滚装状态外,发动机5个自由度方向的隔振效率均在80%以上;侧向/垂向激励下,该隔振系统减振器隔振效率均超过80%,符合相关标准及型号需求。同时,本文形成的试验及分析方法可指导后期外场台架试验研究,并为型号研制奠定技术基础。     

基于压电堆和粘弹性材料的新型整星混合隔振系统

摘　要：为了降低振动载荷对卫星的影响,采用压电堆和粘弹性材料作为主被动隔振元件,设计一种新型的整星混合隔振系统,并对其隔振原理进行理论分析。通过有限元方法建立该隔振系统的有限元模型并分析其频率响应特性,根据分析结果,运用特征系统实现算法获取系统的最小阶状态空间模型来设计控制器,完成离线仿真。在此基础上,对低柔性模拟卫星进行整星混合隔振试验。仿真和试验结果表明,整星混合隔振系统能够有效地降低运载火箭传递到卫星的振动载荷。与整星被动隔振系统相比,整星混合隔振系统对低频振动分量具有显著的抑制作用,证明了该隔振系统的可行性和有效性,大大提高了卫星的安全性和可靠性。     

Duffing型隔振的力传递率及跳跃现象的理论分析

摘 要：针对隔振器中普遍存在的非线性特性,以立方非线性恢复力作用的单自由度隔振系统为例,用谐波平衡法求解非线性隔振系统固有频率附近的主共振响应,根据Routh-Hurwitz稳定性判定定理,从理论上说明主共振响应的幅频特性曲线族上垂直切线点的轨迹曲线所包围的区域为不稳定区域。推导出了隔振系统跳跃频率和力传递率的计算公式。计算表明隔振系统力传递率出现跳跃、滞后、以及稳定和不稳定现象,且隔振传递力中的高频谐波分量的影响很小。隔振系统的阻尼、非线性恢复力系数和激励幅值对共振区域的力传递率有影响,对频率低于共振频率区域的力传递率没有影响,其中仅阻尼对频率高于共振频率区域的力传递率有影响。还给出了力传递率小于1的起始频率计算公式。     

移动凸轮变阻尼隔振装置动态性能研究EI北大核心CSCD

针对线性隔振器在共振区需要大阻尼才能抑制共振峰,但在高频区大阻尼不利于隔振的问题,提出了基于移动凸轮的变阻尼隔振装置,该装置主要由水平对称布置的线性阻尼器及移动凸轮组成。将该变阻尼装置用于消极隔振系统,推导了变阻尼装置的等效阻尼系数,建立了隔振系统的动力学方程,采用谐波平衡法得到了方程的近似解析解;通过盛金法及数值仿真得到了其位移传递率曲线,分析了主要参数对系统隔振性能的影响。与传统的线性隔振器相比,选取合适的设计参数的变阻尼隔振系统,能更有效地抑制共振峰,同时还可以在中、高频区取得很好的隔振效果,最后以车辆为例,验证了前述结论。     

防止滑橇直升机地面共振机体需用阻尼分析

防止滑橇式直升机地面共振机体需用阻尼分析是一个重要的设计问题。首先,开展了直升机在滑橇起落架上的振动特性仿真分析与试验验证研究,从而确定了采用仿真方法计算机体当量质量和当量刚度是可行的。其次,采用地面共振平面动力模型进行地面共振分析,提出以满足地面共振稳定性设计要求为约束目标的机体需用阻尼优化设计方法。最后,以某型滑橇直升机为例,研究了机体质量、旋翼减摆器参数变化对机体需用阻尼的影响,结果表明滑橇直升机在大质量、高温情况下机体纵向平动模态需用阻尼最大。     

压电-黏弹性材料混合隔振器的设计与研究

为了降低振动载荷对结构的影响,以叠层式压电作动器作为主动隔振元件,以黏弹性材料作为主体设计被动隔振元件,提出了一种新型混合隔振器。以模拟刚体卫星为研究对象,建立了整星混合隔振系统的动力学模型,对混合隔振器的隔振原理进行了理论分析和数值仿真,在此基础上,利用单输入多输出PID控制方法设计主动控制器,对模拟刚体卫星混合隔振系统进行了试验研究。仿真和试验结果表明,与单纯被动隔振器相比,混合隔振器能够有效降低传递到结构上的振动载荷,特别是在结构固有频率附近隔振效果更加明显,从而显著提高了结构的安全性和可靠性。     

列车用双层隔振系统隔振性能实验

为评估某内燃动车组车下柴油发电机组的双层隔振系统隔振效果,对系统进行台架振动测试,根据加速度响应信号进行频域和时域传递特性分析,并结合振动评定指标评价该系统的隔振性能。然后,对车体和机组双层隔振系统进行模态实验和模态匹配性分析。结果表明,该系统隔振性能良好,且不与车体发生耦合共振,隔振参数设计合理。最后,通过车辆线路运行试验验证了分析结果。     

几种含惯容元件吸振器动力学特性比较研究

在吸振器振子与主系统之间引入惯容器,与阻尼、弹簧元件并联或串联,采用阻抗导纳法可以对吸振系统传递率进行计算,从而获得系统传递特性曲线,分析各参数(惯容器惯容量,阻尼系数,弹簧刚度)对吸振效果的影响。对比三种模型分析惯容器惯容量对系统影响,结果表明惯容器并联时,惯容值变化会影响反共振峰位置,但只能向低频偏移;惯容器与阻尼串联时,惯容值变化对系统的影响与阻尼类似,增大惯容值会使共振峰和反共振峰响应减小,但是反共振峰位置不会偏移;惯容器与弹簧串联时反共振峰可以向两侧偏移。三种基本模型中惯容量的影响各不相同,可以为复杂含惯容元件的吸振器模型提供参考和借鉴。     

液固混合介质的隔振性能分析

液固混合介质以一种全新的工作机理形成优良的隔振系统动力学特性.此介质由一类几乎不可压缩液体和许多可压缩的固体单元混合而成;当振动、冲击发生时,液体将动压力瞬间传递到所有单元体上,使它们同时参与变形,可有效隔离振动,冲击能量也可被大幅度吸收、损耗;若设计得当,这类隔振器可同时具有卓越的隔振、缓冲性能.为研究其隔振机理与隔振性能,以空心橡胶球作为固体单元体,分析了该单元体在有限变形情况下的变形规律以及隔振器的非线性刚度特性,建立了系统的非线性动力学方程;采用精细时程积分方法,计算了主共振的时域响应.并和试验结果进行了对比,两者有较好的一致性;还用此数值方法研究了系统主共振时的稳定性.在一定条件下.液固混合介质隔振系统主共振响应存在多解和跳跃现象;最后分析了液固混合介质隔振器的隔振性能,发现了一些有趣的新现象.     

液压式动力反共振隔振器带宽分析

液压式动力反共振隔振器由大、小波纹管、惯性质量和并联弹簧构成,在特定频率的激励下,流体运动产生的惯性力和弹簧的弹性力相平衡从而实现反共振隔振,特别适用于对线谱振动的隔离。建立了两种液压式动力反共振隔振器模型,讨论了隔振带宽与惯性元件质量、放大比等参数的关系;给出了一种双层隔振器设计思路,基于最优化设计方法实现宽频带动力反共振隔振。     

含附体结构主被动隔振系统的性能分析EI北大核心CSCD

针对典型的多振动传递路径系统,建立了附加弹簧的双层主被动隔振系统模型,分析了刚性基础和弹性梁基础的情况下该系统的力传递率和能量传递特性,讨论了附体刚度、阻尼比、基础刚度等系统参数对隔振性能的影响,并分析了有源控制的作动器位置对系统隔振性能的影响,为含附体结构主被动隔振系统的设计提供了理论依据。