一类金属橡胶阻尼器的建模与参数识别

研究了一类金属橡胶阻尼器的非线性特性,根据实验数据建立了具有迟滞非线性特性的阻尼器力学模型,通过实验获得了金属橡胶阻尼器特性数据,并提出了两种识别阻尼器迟滞恢复力参数的方法:二维拉格朗日插值法和人工神经网络方法。研究结果表明:拉格朗日插值法可以保证实验值与理论值在插值结点完全重合,具有较高的精度;人工神经网络具有较快的训练速度和很强的学习功能。通过将实验数据与理论计算数据进行对比表明,本文提出的两种方法都可以取得较好的识别效果,曲线拟合的均方差较小,在提高识别效率的同时保证了计算精度。     

压电分流阻尼系统中压电元件形状与布局优化

根据压电方程和材料力学方程推导出机电耦合情况下压电元件表面电荷计算公式,以此为优化目标,对压电分流阻尼抑振系统中的压电元件形状和位置/布局进行了优化分析。在考虑了压电元件附加质量和附加刚度的影响下,采用ANASYS的APDL语言对四边固支弹性薄铝板进行参数化建模,根据压电元件的模态应变来计算电荷数量。使用拓扑优化方法得到对应于各阶模态的压电元件最优形状,并针对采用单片和多片压电元件的情况,进行了对应于结构各阶振型的布局优化。根据分析结果,提出了压电分流阻尼系统的压电元件形状和位置/布局优化的基本原则。将分析结果应用于一四边固支薄板的振动响应抑制实验,取得了良好的抑振效果,分流电路闭合后第1阶和第5阶模态响应的幅值分别降低了52.9%与62.6%,验证了压电元件形状和位置/布局优化的有效性。     

基于布局优化的压电分流阻尼抑振实验研究

建立了带压电分流阻尼系统的四边固支正方形弹性薄板振动控制的实验模型。针对其前五阶模态振动响应的抑制问题,以压电元件存储的电能最大化为优化目标,对采用多个压电元件的压电分流阻尼系统进行了布局优化分析。将压电元件布局优化后的压电分流阻尼系统应用于弹性薄板的多阶模态振动响应的抑制实验,分别研究了不同压电元件数量和布局对抑振效果的影响。在压电分流阻尼抑振实验中,与分流电路开路时相比,电路闭路后弹性薄板的频响函数在对应的模态频率处的幅值分别降低了11.90dB、16.94dB、16.94dB、19.91dB和16.77dB,说明经过布局优化后的压电分流阻尼系统使弹性薄板的前五阶稳态响应都得到了很好的抑制。同时也进行了非优化布局的压电分流阻尼抑振实验,实验结果对比表明,对压电元件进行布局优化可以明显提高压电分流阻尼系统的抑振效果。     

基于神经网络的振动响应趋势预测研究

将Levenberg-M arquardt BP人工神经网络应用于复杂的非线性振动响应的趋势预测,避免了时序分析复杂的数据预处理、模型识别、参数估计和模型适用性检验过程。通过对样本预测效果的比较,全面考虑了网络的输入层、隐层和输出层的神经元节点数和各层之间的传递函数对预测精度的影响,引入Box-Cox变换改善了网络的收敛性并加快了网络的收敛速度,同时采用重复训练法来提高网络的稳定性和预测精度。预测实例表明,相比于传统的时间序列分析方法,这种预测方法能对振动响应的趋势进行更准确的预测。     

动力吸振器用于夹层壁板颤振抑制的研究

提出了用动力吸振器来抑制夹层壁板颤振的新方法,将壁板设计成芯层分布安装微型动力吸振器的夹层壁板,针对壁板第一阶共振模态进行吸振设计,计算和分析了夹层壁板、带刚性梁夹层壁板和带吸振器夹层壁板的振动特性、频率响应特性和颤振特性.结果显示,吸振器能大幅度提高壁板的颤振速度,抑制夹层壁板颤振发生.     

压电分流阻尼控制精密机械结构振动的研究

采用负阻抗变换器解决了压电分流电路中大亨值线绕电感的内阻影响抑振效能的问题.对硬盘驱动器(HDD)的磁头驱动臂这种典型精密机械结构的振动响应进行了压电分流阻尼抑制实验,对比分析了电路构型和参数优化方法对抑制效果的影响,研究了在高频微振动情况下,结构振动响应幅值对压电分流电路的抑振效果的影响.实验结果表明,改进的压电分流阻尼技术能有效抑制HDD驱动臂及磁头的瞬态和稳态振动响应.