冲击理想化为速度阶跃的适用范围及其误差

为简化计算,一般当冲击力作用时间远小于隔离系统的固有周期时,我们可把冲击理想化为速度阶跃。这种近似处理方法会引起一定的误差,目前还只有无阻尼条件下的探讨。随着阻尼器件在冲击隔离中的应用越来越广泛,十分必要对有阻尼条件下冲击理想化为速度阶跃的条件及其误差进行分析。本文通过对具有代表性的半正弦和矩形冲击的计算和分析,发现在大阻尼比下,不宜把冲击理想化为速度阶跃。本文给出了速度阶跃处理方法的适用范围及其误差,并对影响误差的因素进行了探讨。     

矩形脉冲激励下斜支承弹簧系统冲击特性的研究

以斜支承弹簧系统为研究对象,建立了矩形脉冲激励下系统非线性动力学方程,利用龙格-库塔法对系统冲击特性进行数值分析。以系统加速度响应峰值与脉冲激励幅值之比为反映系统在冲击作用下的响应指标,脉冲激励时间、系统支撑角作为变量,构建了系统的三维冲击谱。讨论了脉冲激励幅值以及系统阻尼等对冲击谱的影响规律。研究表明,脉冲激励幅值、系统支撑角、系统阻尼等对系统冲击响应峰值影响显著,增加系统阻尼可使系统加速度响应峰值明显降低。研究结论可为斜支撑弹簧减振系统的设计提供理论依据。     

库仑阻尼系统的冲击响应研究

利用分段线性方法对含库仑阻尼系统的冲击方程进行了解析求解。研究发现,忽略库仑阻尼的粘滞作用,或对冲击激励进行速度阶跃等效,会造成冲击响应计算结果严重偏离正常值。利用仿真结果给出了库仑阻尼系统冲击响应的特点,得出库仑阻尼的加入可有效地提高冲击隔离器的抗冲性能。研究结果对于深入研究库仑阻尼系统冲击响应有重要参考价值和潜在的应用价值。     

半正弦脉冲激励下斜支承系统易损件冲击特性

以考虑易损件的斜支承弹簧系统为研究对象,建立系统几何非线性动力学方程,利用龙格—库塔法对易损件冲击响应特性进行数值分析。以易损件加速度响应峰值与脉冲激励幅值之比为易损件在半正弦波脉冲激励作用下的响应指标,无量纲脉冲激励时间作为变量,构建易损件的冲击响应谱。通过数值分析讨论脉冲激励幅值、脉冲激励时间、系统支承角以及频率比等对易损件冲击响应的影响规律。研究表明,系统支撑角、频率比等对易损件冲击响应影响显著,增加频率比可使易损件加速度响应峰值明显降低,低频率比条件下增大质量比可抑制易损件加速度响应峰值。     

斜支承弹簧包装系统冲击特性研究

以斜支承弹簧系统为研究对象,建立了矩形脉冲激励下系统非线性动力学方程。以系统加速度响应峰值与脉冲激励幅值之比为反映系统在冲击作用下的响应指标,以脉冲激励时间为变量建立系统的冲击谱。讨论了脉冲激励幅值以及系统阻尼等对冲击谱的影响规律。研究表明,脉冲激励幅值、系统支撑角、系统阻尼等对系统冲击响应峰值影响显著,增加系统阻尼可使系统加速度响应峰值明显降低。研究结论可为斜支撑弹簧减振系统的设计提供理论依据。     

半正弦脉冲激励下斜支承包装系统冲击特性的研究

以斜支承包装系统为研究对象,建立了半正弦脉冲激励下系统的无量纲非线性冲击动力学方程,采用数值计算方法分析了系统加速度响应及冲击谱,探讨了无量纲脉冲激励幅值、无量纲脉冲激励时间、系统支承角以及阻尼对系统加速度响应及峰值的影响规律。研究表明:无量纲脉冲激励幅值、无量纲脉冲激励周期、系统支承角及阻尼等对系统响应峰值影响显著。     

粘弹性支座RC梁在低速冲击下的动力响应计算

给出了基于Hertz接触理论的冲击体与梁结构之间的局部接触力-接触变形关系。根据弯曲理论,建立了具有粘弹性支座钢筋混凝土梁在低速冲击作用下的弹塑性动力响应计算方法,并通过算例分析了冲击速度、支座刚度和支座阻尼对动力响应的影响。分析发现:梁的总位移随冲击速度增大而增大,当冲击速度足够大时梁将出现塑性变形。支座条件对梁的动力响应有较大影响,梁的总位移最大值随支座刚度增大而减小,而相对位移最大值随支座刚度增大而增大,振动频率随支座刚度增大而明显增大;梁的总位移最大值随支座阻尼增大而减小,相对位移最大值随支座阻尼变化不明显,位移幅值衰减值随支座阻尼增大而增大,但振动频率不受支座阻尼影响。结果表明:采用粘弹性支座既能减小钢筋混凝土梁的相对位移幅值,又能加速梁的位移幅值衰减,提高了梁结构的抗冲击能力。     

利用增量模态叠加法计算带限位器隔离系统非线性冲击响应

舰船机械设备冲击隔离技术研究是一个较为复杂的综合性问题，特别是安装限位器之后，使得隔离系统不能作为线性系统来处理，因而在冲击响应计算时就不能直接采用模态叠加≯和基于机械振动模态理论和响应谱的动态设计分析方法（DDAM），需要探索新的计算方法。论文将增量模态叠加法推广应用于带有限位器的多层隔振系统的冲击响应计算之中。计算结果与冲击试验结果基本一致，说明采用增量模态叠加法计算浮筏隔离系统的冲击响应是可行的。论文利用增量模态叠加法计算分析了限位器安装位置及其参数对冲击响应的影响，结果表明，安装在浮筏隔振系统不同位置上的限位器，将会对机组和筏体的最大加速度和最大位移响应产生不同的影响。     

悬挂式弹簧包装系统的冲击特性研究

以悬挂式弹簧缓冲包装系统为研究对象,建立了矩形脉冲激励下系统几何非线性无量纲动力学方程,得到了系统的最大冲击响应谱。讨论了无量纲脉冲激励幅值、悬挂角度以及系统阻尼等对冲击谱的影响规律。研究表明,无量纲脉冲激励幅值、悬挂角度、系统阻尼等对系统冲击响应峰值影响显著,增加系统阻尼可有效降低系统加速度响应峰值。研究结论可为悬挂式弹簧缓冲系统的设计提供理论依据。     

矩形脉冲激励下斜支承系统易损件的冲击特性研究

以考虑易损件的斜支承包装系统为研究对象,建立了矩形脉冲激励下系统无量纲非线性冲击动力学方程。 利用龙格-库塔数值分析方法求解冲击动力学方程,以易损件加速度响应峰值与脉冲激励幅值之比为易损件的响应指标,脉冲激励时间、系统频率比作为变量,构建了易损件的三维冲击谱。 分析讨论了系统支承角、脉冲激励幅值以及质量比等对冲击响应谱的影响规律。 研究表明:随脉冲激励幅值增加,或随系统支承角减小,易损件加速度响应峰值增加且波动加剧;系统响应对低频率比较为敏感,增加频率比可抑制易损件加速度响应峰值,低频率比时增加质量比可降低易损件加速度响应峰值。 研究结果可为斜支承包装系统的设计提供理论依据。     

粘性阻尼在软特性刚度隔冲系统中的作用研究

长期以来,一直认为对于持续时间很短的(毫秒范围内)的冲击,阻尼对最大的结构响应没有显著的影响,因此隔冲系统通常都只是从刚度上进行设计。随着磁流变/电流变阻尼器等的出现,在冲击隔离中使用阻尼或半主动阻尼逐渐成为研究的热点。但主要集中在地震防护等冲击持续时间较长或只关心相对位移幅值的应用中。而对于舰船设备这类,遭受持续时间很短(十毫秒量级)的冲击,但又对冲击隔离效率和相对位移幅值都有严格要求的冲击隔离问题,这方面的研究很少,通过对粘性阻尼在软特性刚度隔冲系统中的作用的研究,表明阻尼可以改善软特性刚度隔冲系统的隔冲性能,但是,随着刚度的软特性的增强,阻尼对隔冲性能的提升作用随之下降。     

可控阻尼半主动冲击隔离技术研究

传统的冲击隔离系统通常都只是从刚度上进行设计，因此在提供较高冲击隔离效率的同时，往往带来很大的相对位移。针对那些遭受持续时间很短的冲击，但又对冲击隔离效率和相对位移有严格限制的冲击隔离问题，提出了可控阻尼的半主动冲击隔离技术。在不遭受冲击时该半主动冲击隔离系统工作于最小阻尼状态，不影响隔振性能。在遭受冲击时，通过分两个阶段的半主动控制策略控制阻尼比的变化，可以自动地在保证冲击隔离效率的前提下，使用尽可能大的阻尼比，从而大幅降低相对位移幅值。仿真研究表明该可控阻尼半主动冲击隔离技术可以取得优异的冲击隔离性能。     

冲击荷载下YGG型钢丝绳隔振器耗能特性研究

基于YGG型钢丝绳隔振器,建立单自由度隔振系统的力学模型,并推导系统的能量方程,获得隔振系统受到冲击荷载后各种能量的传递、消耗和分配情况,从能量的角度揭示单自由度隔振系统消极隔振的耗能本质。通过对计算结果的分析,研究YGG型钢丝绳隔振器在冲击振动过程中,输入总能量、隔振器的初始预压缩量、配重与轴向力大小等因素对各种能量分配和钢丝绳隔振器耗能特性的影响规律,并求得YGG-8 kN型钢丝绳隔振器的轴向和侧向耗能能力。     

几种普通元件构成隔冲器参数的优化设计

理想隔冲状况是在冲击过程中冲击力为恒定值，达到最大吸能效果，基于这一原理对瞬态冲击下几种普通隔冲元件构成隔冲器参数进行优化设计，得出库仑阻尼一线性弹簧、粘性阻尼一线性弹簧、流体阻尼一线性弹簧组合隔冲器的最优解，并进行实例数值仿真。结果表明库仑阻尼在冲击过程中使设备受到的冲击力为恒定值，因无法归位，不适于多次冲击，而流体阻尼一线性弹簧组合也可以满足在整个冲击过程受到的冲击力为恒定值，粘性阻尼一线性弹簧组合隔冲器基本可以使冲击过程冲击力为恒定值，但是振动衰减较快，也是一种较好的设计。     

Ruzicka隔振器在冲击隔离中的特性和作用

传统的隔振器是在保证隔振效果的前提下再考虑抗冲击问题,所以一般刚度较小,冲击隔离率虽高,却容易造成较大的相对位移,而在附加限位器后,由于刚度突变,又容易引起二次冲击。建立Ruzicka抗冲系统模型,在能量守恒定律的前提下,得到传统的及Ruzicka抗冲系统的缓冲系数。结果表明,在某些参数域内,Ruzicka隔振器具有更优的抗冲性能。文中对Ruzicka抗冲系统进行无量钢化,以基础加速度半正弦波作为冲击输入,计算系统在不同参数条件下的冲击响应,得到具有较高抗冲击性能的参数域。冲击响应的计算也表明了在传统抗冲系统严重失效的情况下,Ruzicka隔振器仍然将被隔离设备的最大加速度和相对位移限制在允许的范围内。     

半主动干摩擦阻尼器在隔振系统中的抗冲击优化设计研究

建立了吸力型电磁铁的电磁和动力学模型,得到了控制电压与电磁力的关系,通过调节施加在摩擦片上的电磁力,达到控制干摩擦力的目的,从而得到了一个新型半主动式的干摩擦阻尼器。根据最优抗冲力理论,设计了半主动式干摩擦阻尼器与隔振器并联的隔振抗冲系统。通过PID控制,该设计可以在不影响隔振性能的同时,极大的提高系统的抗冲击性能。冲击响应和极限性能分析的结果均表明：该优化设计比传统的抗冲设计具有更高的抗冲击性能。     

用爆炸式冲击试验台研究钢丝绳隔振器冲击特性

采用了一种新型的爆炸式冲击试验台，对HGGS-200型钢丝绳隔振器的冲击特性进行了试验研究。结果表明，在舰艇冲击环境下，钢丝绳隔振系统能有效的降低传递给负载压缩时的加速度幅值，但拉伸时的加速度幅值降低较少。其在承受冲击载荷时，在冲击载荷脉宽不变的情况下，随着冲击载荷幅值的增加，隔振器吸收的能量增大。     

弹性限位器对双层隔振装置抗冲击性能影响分析

对于采用隔振装置的设备,在一定冲击作用下,设备的相对位移响应较大,可能超过了设备外接管路的变形能力,甚至超过了隔振器本身的变形范围。因此,在保证设备加速度响应的前提下,须在隔振装置中使用限位器以限制设备和隔振器的最大相对位移。以带有弹性某双层隔振装置的设备为研究对象,以非线性弹簧单元模拟限位器,采用直接积分法计算并分析上、下层限位器本身以及上、下层限位器参数（刚度、间隙）的变化对隔振装置的影响,最后得出有意义的结论并用于指导设计。     

柴油机隔振系统抗冲性能研究

建立柴油机隔振系统虚拟平台模型。对系统进行模态分析,并按国军标GJB要求模拟系统横摇摆情况,分析受冲击时系统的响应。仿真结果表明,针对稳态情况设计的隔振装置具有一定的冲击隔离能力。