The dynamic characteristics of silicone rubber isolator

The dynamic stiffness and the specific damping energy, as well as the vibration response characteristics of a silicone rubber isolator were researched. The results of the vibration test showed that the silicone rubber isolator was excellent in the performance of vibration control. The dynamic stiffness and the damping characteristics were non-linear. From the comparison between experimental results and simulation analysis, the displacement transmissibility characteristics of the isolator were obtained. As a result, the dynamic characteristics of the isolator could be accurately described by the quadratic type non-linear terms at small amplitude.     

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。     

转子-轴承-电机-隔振器系统不平衡响应分析

建立了转子－轴承－电机－隔振器系统的3维有限元模型,系统分别采用电磁轴承和机械轴承作为转子的支承,利用专业转子动力学软件sAMcEF／ROTOR对相同的不平衡量,分析了系统的不平衡响应。通过改变隔振器的刚度,计算了不同隔振器下系统的不平衡响应。分析结果表明,对于所分析的电机,采用电磁轴承作支承时,机脚处的不平衡响应小于采用机械轴承作支承时的不平衡响应。     

饱和黏弹性土中端承桩扭转振动的对比分析

采用Kelvin模型模拟饱和土体和桩的相对滑移,在频率域内研究了饱和黏弹性土层中端承桩的扭转耦合振动.饱和土体的力学行为利用Biot模型描述.将土骨架视为具有分数阶导数本构的黏弹性体,采用Novak薄层法,得到了桩扭转振动时饱和黏弹性土层的动力阻抗.利用Euler-Bernoulli杆模型模拟桩的力学行为,给出了饱和分数导数黏弹性土层中端承桩扭转振动的分析方法和桩顶动力复刚度的解析表达式.在此基础上,分别对以下几个方面进行了对比分析：经典弹性模型、分数导数黏弹性模型和标准线性固体模型的结果;三维模型和薄层法的结果;桩土界面有无相对滑移的结果.考察了分数导数模型参数、饱和土和桩各参数对桩顶刚度因子和等效阻尼的影响.结果表明：在高频处完全接触条件下桩顶刚度因子和等效阻尼的振幅小于滑移条件下;随着阶数和材料参数比的增加,桩顶刚度因子和等效阻尼都有所减小.     

铣槽机倾角传感器隔振研究与隔振器设计

铣槽机因切削造成的振动为主要振动,这是影响倾角传感器测量结果的最主要因素.一次隔振并不能减小切削过程中的振动,因而要进行二次隔振以减少对倾角传感器测量的影响,本文将对隔振的基本原理进行阐述,将倾角传感器的振动简化为单自由度模型并进行分析,从倾角传感器的隔振器设计问题出发,分析研究橡胶隔振器的设计参数,从而进行橡胶材料的选择和隔振器结构的设计,为传感器隔振研究及隔振器设计提供依据.     

囊式空气弹簧隔振器动态特性影响因素分析

利用MTS材料试验机测试囊式空气弹簧隔振器的动态特性,并研究了充气气压和振动频率对隔振器动刚度的影响.结果表明,囊式空气弹簧隔振器的动刚度与充气气压基本成线性关系,与振动频率也基本是线性关系.     

振冲隔离器油阻尼特性的试验建模研究

以非线性油阻尼振冲隔离器为研究对象,物理模型为单自由度、阻尼元件与线性刚度元件并联.运用现代计算分析方法,通过大量科学试验及合理的数据处理,根据处理所得数据及显示的图形结果进行油阻尼特性的非线性分析及建模,提出了在小型电子设备中适用的振冲隔离器的油阻尼特性模型,由于其体积小,在忽略位移影响的情况下,油阻尼特性模型是按频率分区、按速度分段的.文中给出具体实例进行了详细的说明,并初步进行了理论分析和探讨.     

黏弹性地基中楔形桩水平振动特性研究

为完善楔形桩的水平振动理论以便更好地使用,基于Timoshenko梁模型,研究黏弹性地基中水平简谐激振力作用下的楔形桩水平振动问题。首先,分别采用Winkler地基模型和Timoshenko梁模型模拟黏弹性地基和楔形桩,建立楔形桩-土系统横向耦合振动模型。进一步采用分离变量法和传递矩阵法推导得到楔形桩桩身水平位移、弯矩和剪力的解析表达式,并基于所得解详细讨论桩土设计参数对楔形桩空间响应和时间响应的影响。最后,将本文解与Euler梁模型的解进行比较,分析两种模型解的差异。结果表明:桩顶部的动力响应受楔角改变的影响很小;整个桩体的动力响应基本随桩土刚度比的增大而明显增大;随着无量纲频率的增大,桩身水平位移逐渐减小;虽然Timoshenko梁模型与Euler梁模型在小长径比下存在一定差异,楔角对两种模型造成的影响基本相同。     

A Damping Characteristics Calculation Method of Metal Dry Friction Isolators

The dry friction ring-type vibration isolator is considered as an isotropic continuous medium.A method of dry friction hysteresis loop calculation is proposed based on friction force analysis of contact beam.The friction force is modeled as an equivalent distributed moment to use the finite element method(FEM)to calculate the dry friction vibration isolator hysteresis loop,so the damping characteristics can be obtained.A comparison of the hysteresis loop calculation results and the experimental results shows the average relative error is 2.7%,it proves the calculation method is feasible.     

Research on the Influence of Spring Stiffness on the Electrorheological Isolator

The problem of electrorheological(ER) technology’s application in the vibration isolation system is emphatically studied. Based on the particular characteristics of the electrorheological fluid (ERF) tunable damping, a metal-spring ER isolator is designe     

Application of Viscoelastic Material in Structures Control

The factors influencing mechanical performances of viscoelastic material are studied. The proper finite element model for dynamical calculating the passive control of wind-earthquake resistance is constructed. A combined element stiffness matrix of damper-brace system is deduced. At last, the theoretical deduction is verified by comparing the theoretical results with experimental ones.     

考虑桩体剪切变形的分数导数黏弹性土层中单桩水平振动

建立了分数导数黏弹性（FDV）土层的水平振动控制方程,在Novak平面应变假定的基础上,求得FDV土体的水平动力等效刚度和阻尼.利用等效Winkler动力弹簧-阻尼器模型描述桩基和土体之间的动力相互作用,将桩体简化为Timoshenko梁模型,在同时考虑桩体弯曲和剪切变形的情况下建立了单桩水平振动的控制方程,求得了考虑桩体剪切变形的FDV土层中单桩的水平动力阻抗,讨论了分数导数的阶数、土体本构模型参数和桩体剪力形状系数对桩顶水平动力阻抗的影响.研究表明：对FDV土层中单桩的水平动力阻抗,采用Euler梁模型和Timoshenko梁模型得到的结果存在较大差异;分数导数的阶数主要对桩顶水平动力阻抗随频率变化曲线的峰值有的影响;FDV土体本构模型参数Tσ/Tε越小,桩顶的水平动力阻抗越大.桩体剪力变形系数对桩顶水平动力阻抗有较大影响.     

T型橡胶减振器非线性特性分析与预压缩量设计

为研究T型橡胶减振器的结构型式和材料性能对其非线性动力学特性的影响,并提高其对飞行环境的适应能力,改善其在恶劣环境下的使用性能,提出了一种含分段线性刚度及阻尼和立方刚度的双层级非线性动力学模型。首先,对T型橡胶减振器进行了简化建模,并采用等价线性化方法,推导得到了分段线性系统的等效刚度和等效阻尼。其次,利用谐波平衡法分别数值模拟了等幅值外力载荷正弦扫频激励下分段线性刚度系统和立方刚度系统的非线性频响函数,验证了构建模型的有效性。最后,进行了T型橡胶减振系统在基础位移正弦扫频条件下的传递特性试验,并与数值计算结果进行了比对。研究结果表明,针对T型橡胶减振器,较低激励载荷即可导致结构型式的渐进软化,较高激励载荷才能引发材料性能的动态软化;该模型能够较好的模拟T型橡胶减振器具有的渐软刚度和渐小阻尼的非线性特性。此外,从航天工程应用的角度出发提出了针对大过载、强振动环境进行预压缩量设计的方法。     

饱和黏弹性土中单桩的纵向振动

基于Biot两相介质模型,在频率域内研究了简谐荷载作用下饱和黏弹性土中桩纵向耦合振动特性.借助Novak平面应变模型推导了饱和黏弹性土层的控制方程.将桩等效为一维杆件模型,建立了桩的振动方程.根据桩土连续性条件,求得了桩顶的动力刚度和动力阻尼.与Novak解进行了对比,并考察了长径比、流固相互作用系数、土骨架的阻尼比、桩土模量比等参数对饱和土桩系统纵向振动的影响.结果表明：单相和饱和黏弹性土中桩的动力特性存在一定差异;随着长径比的增加,动刚度因子和等效阻尼的共振效应明显减弱;而随着模量比的增加,共振效应和基频都有所增大;流固相互作用系数和土骨架的阻尼比影响相对较小.     

任意截面钢筋混凝土柱单元模型

提出了任意截面钢筋混凝土梁柱结构体系的单元模型,该单元模型同时考虑了材料非线性和几何非线性对结构体系的影响.采用三次多项式模拟混凝土、钢筋的本构关系,所推导的单元刚度计算简单、概念清晰,是单元材料非线性刚度矩阵、几何非线性刚度矩阵和位移与内力相互作用矩阵的简单迭加.提出的任意截面钢筋混凝土柱单元模式,含义清楚、计算简便,可用于分析钢筋混凝土柱因材料破坏、失稳破坏或材料非线性与结构失稳综合产生的极限承载力计算,所建立的有限元模型很容易与其他有限元模型兼容.理论分析结果与实验结果吻合较好.     

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。     

非线性抗冲隔振系统研究

从牛顿—欧拉方程出发建立了舰船机电设备抗冲隔振系统的非线性模型,并通过实例计算结果指出,该类隔振器具有良好的隔振效果。研究表明,由于转动角速度较小,在运动方程中的陀螺力项可以忽略,这对于隔振系统建模有重要意义。该结论对如何正确设计设备支撑保护系统提供了理论参考依据。     

Vertical vibration of a floating pile in a saturated viscoelastic soil layer overlaying bedrock

An axisymmetrical analytical solution is developed to investigate the vertical time-harmonic vibration of a floating pile in a saturated viscoelastic soil layer overlaying bedrock. The soil is described by porous medium model established by Boer, while the pile is described by a beam vibration theory. By using separation theory of differential operator and variables to solve the dynamic governing equations for the soil, the fundamental solutions for the soil reactions on side and bottom of the pile are obtained. The dynamic impedance of the pile head is then derived by solving the vibration equation for the pile according to the compatibility condition between the pile and the soil. The proposed model is validated by comparing special cases of our model with the existing results. Numerical examples are presented to analyze the vibration characteristics of the pile.     

砖拱楼盖房屋振动试验与分析

本文给出了矢跨比分别为1/10和1/6的两幢二层砖拱楼盖房屋模型的振动台试验结果。对整个模型房屋建立了弹性支承杆系力学模型,用频率响应法分析了模型的位移反应,导出了相应的频率响应函数,并对各阶段的模型刚度参数进行了讨论。对砖拱楼盖,采用拱框结构力学模型进行了自由振动分析,并探讨了局部振动和整体振动等同题。     

Error Analysis on the Positioning Accuracy of a Pneumatic Vibration Isolator

A method of error analysis on the positioning accuracy of a pneumatic vibration isolator was proposed. First, the necessity of positioning accuracy was studied, in addition to the key factors associated with positioning accuracy. These analyses indicated that the positioning accuracy of the pneumatic vibration isolator was mainly attributed to the position error of the push button and the gap between the spindle and valve stem. Second, the error model of the positioning accuracy of the pneumatic vibration isolator was established through geometric simplification and geometric calculation. There are different methods used to calculate the position error of the push button for the different valves. Finally, an example analysis evaluating the impact of a specific two-position three-way valve on the positioning accuracy was given by means of error distribution. Experimental results validated the accuracy of the error model and the example analysis. This error model can be used to guide the structural parameter optimization design according to the requirements for positioning accuracy.