空间航天器用动力吸振器设计与试验验证

为了抑制空间航天器的振动,提出一种空间结构紧凑且阻尼力可非接触产生的动力吸振器设计方案.首先,建立动力吸振器的减振效果评价分析模型;其次,对吸振器进行有限元分析和力锤敲击试验,以验证吸振器基频设计的合理性;最后,以等效悬臂梁板结构为对象,将电磁激励器与动力吸振器分别置于悬臂梁板不同位置,对吸振器进行减振效果测试.试验结果表明:吸振器测试基频29.38 Hz与目标基频30.00 Hz误差不超过2.06%;针对悬臂梁板一阶频率的振动,有电涡流阻尼吸振器相比于无电涡流阻尼吸振器,其减振效果有所下降,但减振带宽由28.80~30.97 Hz扩展至29.09~35.53 Hz,带宽扩大67.5%;针对悬臂梁板二阶频率的振动,无电涡流阻尼吸振器没有抑制作用,而有电涡流阻尼吸振器有抑制作用且对二阶共振峰最大抑制达到了37.3%.     

舰船的艉部振动与动力吸振器减振

概述了舰船艉部振动的特点与动力吸振器的应用；讨论了经典动力吸振器和非线性动力吸振器的理论，并将其扩展到弹性系统和多频、多模态动力吸振的可能性。应用实例表明其在舰船尾部振动减振应用方面的前景。     

磁流变弹性体扭转吸振器设计与动力学仿真

研制了一种以磁流变弹性体为核心智能控制元件的半主动扭转动力吸振器,基于扭转方向上的动力吸振器消振原理,设计了扭转动力吸振器的基本结构.对吸振器进行磁路仿真分析,保证强闭合磁场能够有效控制磁流变弹性体刚度;利用有限元软件进行吸振器动力学仿真,保证了吸振器固有频率对外界激励频率的有效跟随,以实现吸振效果.将吸振器安装在传动系统对应位置,进行传动系统振动响应仿真分析,结果表明动力吸振器能够有效削减传动系统的瞬态波动转矩.提出的磁流变弹性体半主动扭转动力吸振器为旋转机械系统减振应用提供了一种新的思路.     

全速度区间内车体多重被动式吸振器减振方法

为了降低轨道车辆车体垂向振动,建立包含多重被动式吸振器的轨道车辆垂向振动模型,讨论一重被动式吸振器对轨道车辆车体的减振效果,指出一重被动式吸振器的局限性,进一步提出多重被动式吸振器的优化算法,明确多重动力吸振器的重数和目标频率的选取,从而提出适用于城市轨道车辆在全速度区间内车体多重被动式吸振器的减振方法,最后分析多重被动式吸振器能够实现全速度减振的原因,并验证该方法的有效性。研究结果表明:多重被动式吸振器能够实现全速度减振的关键在于吸振器重数和目标频率的选取,其中,吸振器重数要选取三重以上;目标频率的选取要包含最小峰值频率和最大峰值频率,并兼顾典型频率,使其发挥共同协调作用。多重被动式吸振器在全速度区间内都能减振的原因是多个固有频率不同的动力吸振器能够针对不同振动频率点进行减振,从而拓宽了动力吸振器的吸振频带。     

基于负刚度的高速动车组二维动力吸振器研究

研究基于加速度的二维动力吸振器的理论模型,提出基于车体刚性振动的二维动力吸振器控制方法,设计同时吸收车体点头、浮沉振动的二维动力吸振器.针对二维动力吸振器安装所需低动刚度要求,利用碟形弹簧的负刚度特性,设计了用于安装二维动力吸振器的高静刚度低动刚度减振元件.建立高速动车组垂向动力学非线性模型,分析二维动力吸振器对车体振动的作用.研究结果表明,二维动力吸振器可以有效抑制车体浮沉、点头振动,提高运行平稳性.     

基于电磁作动的主动吸振器的力特性

以电磁铁为作动器,提出了一种新型电磁式主动吸振器,并对其力特性进行了研究。首先,建立了作动器的电磁力数学模型;然后,基于作动器的电磁力数学模型,建立了主动吸振器的运动学方程,并对其电磁力和驱动力特性进行了分析;最后,考虑到主动吸振器在实际工作中产生的驱动力与理想驱动力之间存在不可避免的偏差,对实际驱动力与理想驱动力存在一定的幅值、相位和频率差时对主动吸振器减振效果的影响进行了理论分析,并搭建了简支平板试验台,对理论分析结果进行了试验验证。结果表明:实际驱动力与理想驱动力的幅值、相位差越大,减振效果越差;当实际驱动力与理想驱动力存在频率差时,主动吸振器无减振效果。     

无级调频吸振装置的减振研究

为解决工业厂房楼板高频设备振动问题,提出一种无级调频吸振装置,对吸振装置无级调频工作原理进行了理论推导,并对该装置的吸振效果进行了试验验证,试验结果表明,在按需设定频率下,采用吸振器控制时结构楼板所对应频率的加速度大幅减小,装置减振率可达到56%以上,且水平距离越接近激励源中心处的测点,楼面的减振效果越好。无级调频吸振装置具有良好的减振控制效果,为解决高频设备导致厂房楼板竖向振动难题提供了高效减振方案。     

多自由度振动系统动力调谐消振理论

主振系上与消振器耦连的部件被称为减振体。本文通过推导传递函数求得减振体完全消振的结构和参数条件，给出选择消振器安装位置和工作环境的若干见解，在低阻尼和小失调率条件下建立了减振体残存振幅和消振器参数之间的函数关系，利用映象原理导出了计算阻尼振动系统动力消振器结构参数的近似公式，并用算例阐明了计算的详细过程。     

分数阶时滞动力吸振器对主系统振动影响

为了研究分数阶时滞动力吸振器对主系统振动的影响,仿照整数阶导数的时滞动力吸振器的设计原理,提出了一种分数阶导数的时滞动力吸振器吸振理论。通过对高哲法的逆向推导,研究分数阶时滞动力吸振器的固有频率与反馈增益关系的确定方法,该方法可以在频率变化的情况下,允许分数阶时滞动力吸振器的固有频率实时跟踪外激励频率而变化。研究发现在保证主系统和动力吸振器稳定的情况下,在一定时滞范围内,通过增加动力吸振器的时滞量可以减小主系统的振动幅值。通过数据仿真分析证明了这种新方法确实可行,吸振器减振效果明显,振动源在加入新型动力吸振器后振动减少了99%左右,几乎将振动完全吸收;在被动型动力吸振器吸振效果降低时,新型的动力吸振器仍然能达到83%的吸振效果。     

船舶钢-复合材料组合基座减振设计方法分析

以有/无阻振质量组合结构基座与钢结构基座设计为例，选择振级落差作为减振评价指标，以结构重量为目标函数，考虑振级落差和应力等约束条件进行动力学优化设计比较分析.建立了相应结构动力学优化数学模型，并采用Kriging代理模型和遗传算法进行求解.结果表明：组合基座比钢基座具有更好的隔振效果；复合材料的引入对减振作用最大；阻振质量在基座减振中也有一定效果；采用优化设计方法是组合基座设计的必要手段.     

可控环形动力吸振器抑制管道强迫振动的研究

针对压缩机等旋转机械连接的管道系统的强迫振动,在动力吸振器减振原理的基础上,提出采用可控环形动力吸振器进行振动控制。针对某管系设计了具有相同自振频率的多个离散分布式环形动力吸振器,并建立动力吸振器-管道有限元模型进行模拟仿真同时搭建相应实验台进行验证。为了克服加动力吸振器调谐后引起的两个共振峰,设计了可控型环形动力吸振器控制管道强迫振动。模拟仿真与实验的结果表明,通过这种具有相同自振频率的多个离散分布式可控环形动力吸振器不仅能更好地适应大型管道中出现多处大振幅振动的空间条件,而且具有更稳定的吸振效果和更宽的吸振频带;高达20 Hz的带宽可有效抑制管道强迫振动,解决了单个和多重动力吸振器的失谐问题。     

考虑不对中-不平衡耦合故障影响下的转子系统振动抑制研究

不对中-不平衡耦合故障是旋转机械中典型的耦合故障,极易引起转子系统的大幅振动,对其运行安全性和平稳性造成不利影响。为了有效规避大幅振动的发生,利用非线性能量阱(NES)的定向能量转移策略和宽频减振优势,对不对中-不平衡耦合故障影响下的转子系统振动抑制进行研究。通过质量集中法构建了转子系统,将转子系统与不平衡、不对中故障耦合,然后使用TMD与NES两种吸振器对该耦合系统进行振动抑制,然后推导出了含吸振器的耦合转子系统的运动方程,使用Matlab求出了数值仿真解,发现吸振器的安装位置以及结构参数对减振效果有很大影响,然后比较了两种吸振器的振动抑制效果,结果表明NES吸振器有更好的振动抑制效果。     

变截面粘弹性波导吸振器阻尼耗能机理的研究

以粘弹性材料的分型本构关系为基础,建立了一种截面呈指数规律变化的梁类粘弹性波导吸振器动力学模型．通过对其进行力学分析,导出了粘弹性波导吸振器能量耗散量与波的频率、材料参数、结构参数等之间的关系方程．仿真结果表明,粘弹性波导吸振器有良好的减振效果,特别是对于中频和高频,效果非常理想,而且对波导吸振器的长度要求很低．     

变截面粘弹性波导吸振器阻尼耗能机理的研究

以粘弹性材料的分型本构关系为基础,建立了一种截面呈指数规律变化的梁类粘弹性波导吸振器动力学模型,通过对其进行力学分析,导出了粘弹性波导吸振器能量耗散量与波的频率,材料参数,结构参数等之间的关系方程,仿真结果表明,粘弹性波导吸振器有良好的减振效果,特别是对于中频和高频,效果非常理想,而且对波导吸振器的长度要求很低。     

一种改进的程序分频器

对铷频标中的频率合成器内的程序分频器进行了设计，并介绍了改进后的程序分频器。实验结果表明，该程序分频器用于铷频标的频综器中性能指标满足要求。     

开槽圆盘波导吸振器耗能及其导出杆研究

以变截面梁类粘弹性波导吸振器动力学模型为基础 ,讨论了开槽圆盘粘弹性波导吸振器的能耗与波的频率、盘的材料参数、结构参数等之间的关系 ,并应用机械阻抗理论讨论了导出杆与开槽圆盘的阻抗匹配问题 .计算机仿真曲线表明 ,合理地选择开槽圆盘及导出杆结构和材料参数可使减振效果达到最优     

用豆包消振器提高喷气织机机架减振性

在分析测试改进型ＧＡ７１２喷气织机机架模型动态特性之后，制作了豆包消振器并应用于机架框型减振。实验结果表明，豆包消振器能在较宽频的范围内，有效地减少机架结构的振动，从而提高机架的减振性能。     

粘弹性波导吸振器中能量导出杆的动力学模型

为了解决波导吸振器中粘弹性能量耗散器与振源之间的能量传输及阻抗匹配问题,提出了能量导出杆这一设想,并建立了等截面及变截面能量导出杆的动力学模型．通过对其进行动力学分析,导出了能量导出杆传输能量能力与所选材料、结构、波的频率、负载情况等之间的关系方程,定量地讨论了在振源与粘弹性能量耗散器之间加入能量导出杆后,其界面处的能量反射情况．仿真结果表明,选用剪切模量与密度乘积越小的弹性材料制作能量导出杆,能量传输效果越好;对高频振噪的传输效果优于低频振噪;另外,通过调节能量导出杆的长度,使减振系统进入共振状态,可对特定频率的振噪达到理想的减振效果．     

张力弦-永磁动力吸振器理论及试验研究

为了实现转子系统振动抑制,设计了一种适用于旋转机械的张力弦-永磁刚度动力吸振器.利用张力弦结构的拉力-刚度可调特性,实现吸振器的频率可调;又引入永久磁铁构成的刚度机构,使得吸振器整体结构与转子系统相互分离.对转子-动力吸振器系统进行动力学建模和仿真分析,研究了吸振器的工作特性,又进行试验研究证明理论研究的正确性.研究结果表明,该吸振器可以达到转子系统振动抑制的效果,在永磁刚度机构磁铁间距小时吸振器效果好且更加稳定.     

非成型向金属橡胶减振器的减振性能

金属橡胶非成型向具有很好的刚度、耐腐蚀性、又具有一定阻尼等特性. 以其为承载主体,设计出一款应用于舰艇大质量管路减振的新型减振器. 基于双折线本构关系,用等效线性化方法建立减振器的动力学模型. 通过正弦激励加载试验,研究不同激振力、不同阻尼元件密度、不同预紧间距以及不同布置方式对新型减振器减振效果的影响. 根据预紧间距和布置方式的试验情况,对减振器结构设计和实际安装进行优化. 试验发现,激振力对减振性能影响效果显著,减振性能随着激振力的增加而增加,随阻尼元件密度增加而降低,随预紧间距减小而降低. 研究结果对舰艇管路系统减振措施等工程应用提供了理论指导和实验依据.