被动隔振体的非线性振动分析

研究了由地基振动激励的隔振体的非线性动力响应。用变形的三次多项式函数表征隔振材料的非线性刚度特征 ,建立了被动隔振体的非线性动力学方程 ,分别用谐波平衡法和直接数值积分法研究了其非线性动力响应特性 ,得出了频率响应方程和幅频曲线 ,揭示了忽略隔振材料刚度的非线性将会导致隔振设计和隔振效果分析的显著误差。分析方法和结论对于精确进行被动隔振设计和隔振效果评价具有积极意义。     

被动隔振体的hopf分岔分析

本文建立了被动隔振体的非线性动力学方程。根据非线性振动理论,设立系统在弱非线性情况下的一次谐波解,通过平均法先求得系统的一次谐波的振幅随时间的变化方程,然后通过分析一次谐波的振幅发生hopf分岔的条件得到了被动隔振体系统发生hopf分岔的条件。     

非线性双层混合隔振系统控制研究

对非线性混合隔振系统的动力学特性进行了定性分析,并以滑膜变结构算法为基础设计了混合隔振系统的控制模型,通过相关算例验证了该控制模型在非线性刚度条件下的有效性,仿真结果表明:非线性混合隔振控制效果明显优于被动隔振和线性隔振系统,非线性刚度的引入可有效降低基础所受冲击载荷。文中所研究的控制方法对实际工程中非线性混合隔振系统的设计具有重要的指导意义。     

基于谐波平衡法的非线性低频隔振系统振动特性研究

针对非线性低频隔振系统振动响应和振动传递率进行理论研究。基于非线性弹性元件的载荷－位移试验数据建立了非线性低频隔振系统的动力学模型和动力学方程。借助谐波平衡法对该非线性动力学方程进行近似求解,得到该非线性低频振动系统的一次谐波位移响应和振动传递率的近似表达式。分析了不同系统参数对振动传递率和曲线族骨架形状的影响,并对这种影响产生的原因进行了解释。理论结果与试验结果对比显示,当该非线性低频隔振系统工作在有效隔振频段内时,两者吻合良好。     

聚氨酯泡沫塑料振动性能的试验研究

本文对一种增强泡沫塑料隔振材料进行振动性能试验研究.首先,设计了泡沫塑料隔振材料振动特性试验及试验装置;其次,对泡沫塑料隔振材料进行振动试验并获取试验数据;然后,对试验数据进行处理、分析和研究.试验研究表明,泡沫塑料隔振材料的振动特性不仅与振幅有关,还与振动频率有关;恢复力同时受频率和振幅的影响,并和变形历史有关,具有非线性滞后特性;在振动情况下表现出动刚度非线性和阻尼非线性的特性,变化十分复杂.试验研究为泡沫塑料隔振材料数学建模、参数辨识和动力学设计及动力优化准备了试验数据,提供了重要依据和奠定了良好基础.     

微振动模拟与主被动隔振一体化实验平台

针对遥感卫星地面微振动实验的复杂要求,设计了一种同时具备微振动模拟与主被动隔振功能的一体化微振动实验平台,并对该平台的主、被动隔振性能以及微振动模拟效果分别进行了仿真分析和实验测试。其中,被动隔振由气浮支撑实现,主动隔振采用主动阻尼方法抑制共振峰,微振动模拟采用基于线性系统频响函数的控制策略。实验结果表明,平台前六阶的模态频率分布均小于10 Hz,被动隔振系统能大幅抑制10～200 Hz频段内的地面微振动;主动隔振能够实现14 dB的隔振系统共振峰衰减效果。微振动模拟功能能够有效产生接近星上的单频和多频真实扰动线谱,在特定频谱的扰动模拟实验中,幅值最大误差为5.9%,在误差允许范围内。该多功能一体化实验平台的各项功能均能满足地面模拟实验需求。     

几何非线性黏性阻尼隔振系统的传递率特性

针对传统舰载非线性隔振系统中存在的抑制共振峰值和改善高频传递特性相矛盾的问题，首先，建立了包含非线性刚度、库伦阻尼和几何非线性黏性阻尼的非线性隔振系统数学模型，采用谐波平衡法进行解析求解；其次，对比分析了线性阻尼、库伦阻尼和几何非线性阻尼对隔振系统传递特性的影响规律，进一步研究了激励幅值对不同阻尼隔振系统振动性能的影响；最后，通过振动试验进行了验证。结果表明：增加系统库伦阻尼，虽然能够降低软特性隔振系统共振区传递率，但会导致硬特性隔振系统出现“频率岛”现象，同时高频隔振性能下降，而且随着激励幅值的增加，共振区隔振性能随之变差；增加系统几何非线性黏性阻尼，不仅能够有效降低共振区传递率峰值，而且能够保证高频区良好的隔振性能；几何非线性黏性阻尼拓宽了系统对激励幅值的适用范围，为非线性隔振系统设计提供了指导作用。     

航天器微振动一体化建模与控制研究

为实现航天器载荷的高精高稳控制,研究了航天器微振动一体化集成建模与控制方案。首先,根据航天器典型微振动源构建航天器本体微振动的动力学与控制集成模型,并对其进行姿态控制仿真。然后进一步构建包含载荷-本体隔振界面的航天器微振动集成动力学与控制模型,为比较分析被动控制隔振与主被动控制隔振,分别仿真了对载荷被动隔振以及主被动混合隔振两种方案下的姿态控制。结果证实主被动控制混合隔振可有效提高载荷姿态精度和稳定度2个数量级,实现了航天器载荷的高精度高稳定度控制。     

柔性基础非线性隔振系统动力学特性分析

建立了隔振对象-非线性隔振支承-柔性基础组成的耦合系统的一般性动力学模型,研究了应用振动功率流对非线性隔振系统进行效果分析的计算方法,给出了动力学方程初值问题表达式;并且基于Runge-Kutta法以某小型无人机的发动机隔振系统为算例,对几种非线性隔振器的隔振效果进行了数值仿真和分析。研究表明并联刚度隔振器和分段线性隔振器可有效减少隔振系统功率流的传递。     

基于功率流法双层隔振系统振动传递

针对双层隔振系统,划分子结构系统,建立子系统传递矩阵,采用平均振动能量作为目标函数,利用功率流法合成系统传递关系,实现被动隔振过程振动传递特性研究.在上层隔振器和中间质量之间加入作动器,通过二次型目标函数最优,实现主被动隔振过程振动传递特性研究.根据双层隔振系统实际参数进行数值仿真和试验研究,获取多传递通道系统振动分布,并实现系统振动传递特性研究.数值仿真和试验研究结果表明,系统主导模态、耦合和阻尼等耗散特征以及初级激扰力特征决定多振动通道振动能量的分布和传递特性.