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剪切增稠液(STF)夹层结构阻尼特性研究
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作者 张亮泉 薛志伟 李儒 《工程力学》 北大核心 2026年第1期140-149,共10页
工程结构的耗能减振一直是研究的重点,利用新型材料,构建耗能减振装置是一个重要的研究方向。该文以纳米二氧化硅作为分散相,聚乙二醇(PEG)作为分散介质,制备不同质量分数纳米二氧化硅的剪切增稠液(STF),通过流变性测试得到STF的储能模... 工程结构的耗能减振一直是研究的重点,利用新型材料,构建耗能减振装置是一个重要的研究方向。该文以纳米二氧化硅作为分散相,聚乙二醇(PEG)作为分散介质,制备不同质量分数纳米二氧化硅的剪切增稠液(STF),通过流变性测试得到STF的储能模量、耗能模量;根据约束阻尼模型,将STF作为阻尼材料与铝板组合,设计出一种阻尼随频率变化的STF夹层耗能构件;利用约束阻尼模型与能量法,给出了STF夹层耗能结构在不同频率下的阻尼比公式。结果表明:随着STF夹层耗能结构中纳米二氧化硅质量分数的增大,其最大阻尼比增大,与最大阻尼比对应结构频率在减小;当STF厚度比大于2时,随着STF厚度比的增大,STF夹层结构的最大阻尼比增大。上述研究结论为工程实际应用提供理论基础。 展开更多
关键词 剪切增稠液 约束阻尼结构 耗能减振 阻尼比 质量分数 厚度比
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基于动力吸振原理的新型组合吸振器设计及直升机应用
2
作者 金坤健 符烁 +2 位作者 熊波 周如传 喻国瑞 《应用数学和力学》 北大核心 2026年第3期288-300,共13页
直升机旋翼系统的多阶振动载荷是引发机体振动的主要根源.传统单向吸振器难以兼顾挥舞与摆振方向的多向减振需求,为了同时减小直升机旋翼系统的5阶挥舞载荷和6阶摆振载荷,达到降低全机垂向和面内振动水平的目的,提出并设计了一种直升机... 直升机旋翼系统的多阶振动载荷是引发机体振动的主要根源.传统单向吸振器难以兼顾挥舞与摆振方向的多向减振需求,为了同时减小直升机旋翼系统的5阶挥舞载荷和6阶摆振载荷,达到降低全机垂向和面内振动水平的目的,提出并设计了一种直升机桨叶组合吸振器.本文首先通过地面台架的旋转结构设计,开展了组合吸振器减振性能试验;其次建立了组合吸振器的理论分析模型;最后以旋翼系统振动响应为考核指标,开展组合吸振器减振性能分析.研究结果表明:旋翼系统加装组合吸振器后,在旋翼系统仅增重7.4%的条件下,旋翼6阶摆振方向振动响应可以降低76.1%,旋翼5阶挥舞方向振动响应可以降低53%,综合减振效率可达63.5%. 展开更多
关键词 直升机 旋翼系统 振动载荷 组合吸振器 减振性能
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基于分频控制的半主动惯容悬挂动力学特性研究
3
作者 杜甫 周新星 +2 位作者 曹东兴 毛飞鸿 王俊刁 《振动与冲击》 北大核心 2026年第3期10-19,共10页
半主动控制的惯容悬挂系统因其在提升车辆舒适性和行驶稳定性方面的显著优势而受到广泛关注。然而,现有控制策略在设计过程中对系统动力学响应机理的深入分析有所欠缺。为进一步提升惯容悬挂系统的振动抑制性能,一种基于频率分段的控制... 半主动控制的惯容悬挂系统因其在提升车辆舒适性和行驶稳定性方面的显著优势而受到广泛关注。然而,现有控制策略在设计过程中对系统动力学响应机理的深入分析有所欠缺。为进一步提升惯容悬挂系统的振动抑制性能,一种基于频率分段的控制策略被提出。该方法结合有无惯容元件系统的频域响应特性,利用解析分析手段,从动力学角度揭示了含惯容元件悬挂系统在特定频段的减振优势,并据此构建了相应的分频控制方案。最后,通过数值仿真验证了该控制策略在提高系统减振性能方面的有效性。 展开更多
关键词 半主动控制 惯容元件 振动抑制 频响特性 分频控制
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仿海马外骨骼六边形结构设计及其低频隔振特性
4
作者 王尚文 凌鹏 +2 位作者 马洪业 武传宇 严博 《机械工程学报》 北大核心 2026年第3期435-445,共11页
随着航天装备的大型化与轻质化,在复杂激励下诱发的低频振动已逐步成为影响其精度、稳定性与可靠性等指标的关键所在。受海马外骨骼在强烈外部冲击下能够有效保护其脊椎的生物力学原理启发,设计了一种仿海马外骨骼的六边形隔振结构。建... 随着航天装备的大型化与轻质化,在复杂激励下诱发的低频振动已逐步成为影响其精度、稳定性与可靠性等指标的关键所在。受海马外骨骼在强烈外部冲击下能够有效保护其脊椎的生物力学原理启发,设计了一种仿海马外骨骼的六边形隔振结构。建立其动力学理论模型,系统研究了结构参数对仿海马外骨骼六边形结构静态刚度和承载能力的影响规律。基于拉格朗日方程建立了系统的动力学方程,基于谐波平衡法获取了近似传递率,研究了结构参数对隔振结构低频隔振性能的影响规律。设计并搭建了实验系统,验证了仿海马外骨骼六边形隔振结构动力学模型及其低频隔振性能。结果表明,仿海马外骨骼六边形隔振结构具有较大的准零刚度工作区间,通过结构参数调节可以获得1.9 Hz的峰值频率,在低频段具有较好的隔振效果。本研究对于仿海马外骨骼隔振结构的设计与研制具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 仿生隔振 准零刚度 非线性振动 低频隔振
原文传递
基于双位置低频非线性能量阱的Spar式海上风力机振动控制研究
5
作者 李金钰 黄鹏 《振动与冲击》 北大核心 2026年第5期1-12,共12页
针对5 MW Spar式海上风力机在复杂海况下的多频段振动耦合问题,提出一种新型双位置低频非线性能量阱(nonlinear energy sink,NES)控制系统。在平台底部设计分数幂次刚度低频NES以抑制0.0100~0.1000 Hz低频振动,在机舱下部布置双稳态宽频... 针对5 MW Spar式海上风力机在复杂海况下的多频段振动耦合问题,提出一种新型双位置低频非线性能量阱(nonlinear energy sink,NES)控制系统。在平台底部设计分数幂次刚度低频NES以抑制0.0100~0.1000 Hz低频振动,在机舱下部布置双稳态宽频NES以控制0.2000~2.0000 Hz中高频振动。建立风-浪-流耦合作用下Spar平台-塔架-机舱-双位置NES系统非线性动力学模型,采用复变量平均法和多尺度分析推导慢变动力学方程,并以此为基础提出了双位置NES参数优化方法。数值仿真表明:在额定工况下,双位置NES系统可使平台纵荡响应降低9.5%,纵摇响应降低15.3%,机舱加速度降低27.2%;在极端海况下仍保持稳定的控制效果,且展现出相对调谐质量阻尼器更宽的控制频带和更好的鲁棒性。 展开更多
关键词 海上风力机 SPAR平台 非线性能量阱(NES) 分数幂次刚度 双稳态系统 振动控制
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考虑主轴疲劳载荷的双馈风电场频率响应策略
6
作者 刘心 王瀚博 +2 位作者 刘颖明 王黎明 孙伶玉 《太阳能学报》 北大核心 2026年第2期418-427,共10页
为降低风电场内各台基于虚拟同步发电机(VSG)控制策略的双馈风电机组在频率响应过程中积累的主轴疲劳载荷,提出一种考虑主轴疲劳载荷的阻尼系数分配策略。首先,建立可量化反映功率变化与频率变化动态联系的负荷频率控制模型。其次,推导... 为降低风电场内各台基于虚拟同步发电机(VSG)控制策略的双馈风电机组在频率响应过程中积累的主轴疲劳载荷,提出一种考虑主轴疲劳载荷的阻尼系数分配策略。首先,建立可量化反映功率变化与频率变化动态联系的负荷频率控制模型。其次,推导VSG控制策略在机组能量传导过程中,其阻尼系数与主轴力矩、电网频率之间的离散化模型,并基于该模型、机组运行状态和电网频率,构建场内主轴疲劳载荷最小化的目标函数及其约束条件。最后,基于VSG场站控制器中的fmincon算法在线求解各台机组的等效阻尼系数,并将所求解出的等效阻尼系数转化为分配至各台机组的阻尼系数。仿真结果验证了所提出分配策略的优越性。 展开更多
关键词 风电场 风电机组 分配策略 频率响应 疲劳载荷 阻尼系数
原文传递
机械臂作动下多自由度系统振动抑制原理的实验装置设计
7
作者 王泽 陈力奋 唐国安 《力学与实践》 2026年第1期132-138,共7页
以机器人操作柔性结构场景中的振动抑制为背景,研制了一种动力学与控制实践教学的机电系统。该系统采用减速电机串联二连杆机构组成机械臂,并将双摆悬挂于机械臂末端,建立了多自由度动力学系统的实物模型。吊点处安装有自制的电阻应变... 以机器人操作柔性结构场景中的振动抑制为背景,研制了一种动力学与控制实践教学的机电系统。该系统采用减速电机串联二连杆机构组成机械臂,并将双摆悬挂于机械臂末端,建立了多自由度动力学系统的实物模型。吊点处安装有自制的电阻应变式传感器以感知吊索的动态张力。根据经典力学的功能原理,设计了基于动态张力反馈的机械臂末端速度控制律,并基于Arduino平台实现了小扰动下双摆振动的快速抑制。该实验装置涉及力学、机械、电子等多个专业,基础系统浅显易懂,相关专业的本科生能够独立完成软硬件搭建与调试。对力学专业而言,该系统为柔性欠驱动系统的建模与实验提供了具体案例。整体设计具有硬件成本低、软件门槛低的特点,适宜在实践教学中推广使用。 展开更多
关键词 新工科 二连杆机械臂 多自由度系统 欠驱动控制 振动抑制
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考虑土-结构相互作用效应的高层结构振动控制研究
8
作者 潘已春 汪权 +1 位作者 任伟男 甘嘉辰 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第3期405-410,共6页
针对土-结构相互作用(soil-structure interaction,SSI)效应在高层结构振动控制中产生的影响,文章以20层钢结构Benchmark模型为基础结构,用ANSYS软件分别建立刚性地基体系和SSI体系的有限元模型,并采用黏弹性边界模拟SSI体系下土体的半... 针对土-结构相互作用(soil-structure interaction,SSI)效应在高层结构振动控制中产生的影响,文章以20层钢结构Benchmark模型为基础结构,用ANSYS软件分别建立刚性地基体系和SSI体系的有限元模型,并采用黏弹性边界模拟SSI体系下土体的半无限性。在保证刚性地基体系和SSI体系下主结构接收的地震波强度一致后,研究2种体系在无控和2种多重调谐质量阻尼器(multiple tuned mass dampers,MTMD)控制下,上部结构的动力响应。结果表明:由于土体的影响,结构的楼层最大水平加速度、最大层间位移和底层中柱的最大剪力较刚性地基下都有一定幅度的减小;刚性地基体系下,结构在以刚性地基模型为基础设计的MTMD1控制下,位移和剪力都得到一定程度的减小,但部分楼层加速度较无控状态出现增大现象,控制效果不稳定;SSI体系下,结构在以无质量地基模型为基础设计的MTMD2控制下,加速度、位移和剪力都得到一定程度的减小,未出现增大现象;MTMD2对比MTMD1有着更稳定的控制效果。 展开更多
关键词 土-结构相互作用 黏弹性边界 多重调谐质量阻尼器 振动控制
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Kresling折纸隔振器的理论模型与试验研究
9
作者 徐培迪 马洪业 +1 位作者 凌鹏 严博 《振动工程学报》 北大核心 2026年第3期634-642,共9页
为克服线性隔振器在低频隔振中承载能力与隔振频率难以兼顾的问题,可通过引入非线性刚度结构,设计出具有准零刚度特性的隔振器,从而实现良好的低频隔振性能。受Kresling折纸模型(Kresling origami model,KOM)的启发,设计了一种KOM隔振器... 为克服线性隔振器在低频隔振中承载能力与隔振频率难以兼顾的问题,可通过引入非线性刚度结构,设计出具有准零刚度特性的隔振器,从而实现良好的低频隔振性能。受Kresling折纸模型(Kresling origami model,KOM)的启发,设计了一种KOM隔振器,该隔振器由两个镜像对称的KOM组成。通过能量法求解了KOM隔振器的非线性恢复力,获得了力-位移关系,揭示了准零刚度原理。研究了各结构参数对非线性恢复力的影响,阐明了非线性刚度的调节机制。通过拉格朗日方程,构建了KOM隔振器的动力学模型,采用谐波平衡法求解了系统的频响函数。采取化学雕蚀的方式完成单个KOM的制备,并通过折叠的方式将两个KOM用胶水进行粘连,完成KOM隔振器的制作。通过试验研究了不同负载与不同激励幅值下KOM隔振器的隔振性能。结果表明,KOM隔振器的峰值频率低于3 Hz,且有较宽的隔振频带(>4 Hz)。 展开更多
关键词 非线性隔振 Kresling折纸模型 谐波平衡法 非线性刚度调节
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缘板阻尼器正压力加载方法及摩擦减振特性实验研究
10
作者 徐鲁兵 廖明夫 +4 位作者 李维 蒋康河 孙华军 张声涛 周加喜 《动力学与控制学报》 2026年第2期37-44,共8页
涡轮叶片由于其工作环境的严峻性和复杂性,常常会在大幅值振动下产生疲劳失效和故障断裂.为了降低涡轮叶片的疲劳失效风险,通常利用缘板阻尼器等措施来抑制叶片振动.然而,在缘板阻尼器减振实验中,大多采用砝码和钢丝模拟加载正压力,无... 涡轮叶片由于其工作环境的严峻性和复杂性,常常会在大幅值振动下产生疲劳失效和故障断裂.为了降低涡轮叶片的疲劳失效风险,通常利用缘板阻尼器等措施来抑制叶片振动.然而,在缘板阻尼器减振实验中,大多采用砝码和钢丝模拟加载正压力,无法定量地精确加载正压力.针对这一缺陷,本文设计了一种缘板阻尼器的精准加载方法,并开展了叶片缘板阻尼减振效果的实验研究,探讨了正压力、激励幅值、摩擦面积比等参数对阻尼器摩擦减振特性的影响规律.最后,利用MATLAB-Python-ABAQUS联合仿真方法,分析了缘板阻尼器的减振效果,验证了本文所提实验方法的有效性. 展开更多
关键词 涡轮叶片 缘板阻尼器 精准加载方法 减振
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基于粒子阻尼的乘用车辆薄壁结构减振研究
11
作者 吴健 史继霞 +1 位作者 张永亮 陈曦 《噪声与振动控制》 北大核心 2026年第1期316-321,共6页
以某型号SUV车辆车身后侧围结构为研究对象,引入粒子阻尼技术,研究粒子阻尼器配置方案对乘用车辆薄壁结构振动抑制效果的影响。首先,基于模态与振动特性试验分析,验证了车身后侧围结构81.6 Hz的振动峰值主要由第一阶模态的共振所导致,... 以某型号SUV车辆车身后侧围结构为研究对象,引入粒子阻尼技术,研究粒子阻尼器配置方案对乘用车辆薄壁结构振动抑制效果的影响。首先,基于模态与振动特性试验分析,验证了车身后侧围结构81.6 Hz的振动峰值主要由第一阶模态的共振所导致,并结合后侧围结构振动敏感区域的分析,制定基于粒子阻尼的后侧围减振方案。其次,通过离散元法计算阻尼粒子耗能特性,探究粒子材质和填充率等因素对阻尼粒子耗能特性的影响,获得阻尼器阻尼粒子填充最优方案为采用2 mm粒径的不锈钢粒子,填充率为90%。最后,设计后侧围结构减振实验,验证了相对于传统阻尼片减振方案,粒子阻尼在减振效果和附加重量方面的优势。相关研究成果可以为粒子阻尼在乘用车领域的应用提供一定支撑。 展开更多
关键词 振动与波 乘用车辆 薄壁结构 减振特性 粒子阻尼 耗能分析
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基于响应面法的填充式声子晶体低频带隙特性及优化
12
作者 郑明军 李波洋 李海超 《振动与冲击》 北大核心 2026年第5期49-58,141,共11页
针对列车底板的低频减振问题,提出一种填充式声子晶体结构,用于实现低频振动抑制。通过有限元法计算表明,该结构在252.19~386.03 Hz频域内具有显著带隙特性。对其进行振动传输特性及隔声特性分析,在带隙范围内能够起到较好的隔振隔声作... 针对列车底板的低频减振问题,提出一种填充式声子晶体结构,用于实现低频振动抑制。通过有限元法计算表明,该结构在252.19~386.03 Hz频域内具有显著带隙特性。对其进行振动传输特性及隔声特性分析,在带隙范围内能够起到较好的隔振隔声作用。结合控制变量法与响应面分析,通过对80组数据进行系统探究,得出结构参数的影响规律:包覆环氧树脂层厚度与橡胶层厚度的增大会显著减小带隙宽度(二者为主要影响因素),而中心散射体质量及橡胶厚度仅改变第一、第三完全带隙范围。基于二次四因素回归模型,采用序列最小二乘规划算法对结构进行优化,得到后带隙范围为167.53~381.35 Hz,整体带隙范围增大约37.4%,且向低频范围靠近。该研究为低频减振设计提供了新思路与方法支撑。 展开更多
关键词 填充式声子晶体 低频带隙特性 响应面法 结构优化
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一类双层高静低动刚度隔振系统试验研究 被引量:3
13
作者 邵敏强 利云云 +2 位作者 周徐斌 陈卫东 刘兴天 《振动工程学报》 北大核心 2025年第1期47-53,共7页
对一种由欧拉屈曲梁负刚度调节器与双层线性隔振系统并联构成的双层高静低动刚度隔振系统进行了试验研究。描述了高静低动刚度的力学原理,对欧拉屈曲梁负刚度调节器样机进行了压缩试验,验证了其负刚度机理。根据负刚度调节器并联形式的... 对一种由欧拉屈曲梁负刚度调节器与双层线性隔振系统并联构成的双层高静低动刚度隔振系统进行了试验研究。描述了高静低动刚度的力学原理,对欧拉屈曲梁负刚度调节器样机进行了压缩试验,验证了其负刚度机理。根据负刚度调节器并联形式的不同,设计了约束型和无约束型两类隔振系统,求解系统的消极隔振模型动力学方程,分析了两类隔振系统在不同上、下层刚度组合下的隔振性能。搭建两种高静低动刚度的隔振试验系统,通过扫频和定频试验验证了其隔振性能,并对结果偏差进行了分析。 展开更多
关键词 双层隔振 欧拉屈曲梁 高静低动刚度 隔振试验 力传递率
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基于多向多点位TMD的半潜式风机振动控制研究 被引量:1
14
作者 孙亮明 林道璇 《振动与冲击》 北大核心 2025年第12期122-129,共8页
为了对半潜式风机水平向和竖向的振动进行控制,提出了多向多点位调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)的布设方式,即在机舱内布置H-TMD,平台内布置V-TMD。为研究这种TMD布设方式的减振效果,建立了半潜式风机-多向多点位TMD全耦合数值... 为了对半潜式风机水平向和竖向的振动进行控制,提出了多向多点位调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)的布设方式,即在机舱内布置H-TMD,平台内布置V-TMD。为研究这种TMD布设方式的减振效果,建立了半潜式风机-多向多点位TMD全耦合数值模型,利用OpenFAST仿真分析风浪联合作用下半潜式风机的动力响应。结果表明:布置多向多点位TMD的减振效果要比单点位TMD的减振效果要好,且在机舱内布置低频H-TMD,平台内布置V-TMD为最优布置方案,能够使半潜式风机纵摇、横摇、垂荡、塔架纵向振动的平均标准差控制率分别达到13.97%、32.85%、15.21%、2.86%。 展开更多
关键词 振动控制 半潜式风机 调谐质量阻尼器(TMD) 动力分析
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车辆惯容悬架等效阻抗特性分析及频域调控实现
15
作者 刘昌宁 冯修杰 +4 位作者 杨艺 杨晓峰 沈钰杰 戴世航 陈龙 《振动工程学报》 北大核心 2025年第11期2486-2494,共9页
针对电驱动车辆悬架系统面临的垂向振动挑战,利用机械网络的等效阻抗特性研究等效阻抗特性随频率变化的关系,揭示了弹簧元件在低频具有负惯性特性、惯容元件在高频具有负刚度特性的规律。将电学网络阻抗匹配原理迁移至机械网络,设计并... 针对电驱动车辆悬架系统面临的垂向振动挑战,利用机械网络的等效阻抗特性研究等效阻抗特性随频率变化的关系,揭示了弹簧元件在低频具有负惯性特性、惯容元件在高频具有负刚度特性的规律。将电学网络阻抗匹配原理迁移至机械网络,设计并研制了频率驱动磁力惯容器装置,对其进行力学性能测试,利用惯容悬架结构以及频率驱动磁力惯容器装置实现车辆系统机械网络的阻抗匹配,并进行台架试验验证了其有效性。研究结果表明:所设计惯容悬架可显著改善乘坐舒适性,仿真和试验结果表明,车身加速度分别改善8.98%和5.99%,轮胎动载荷性能也有所提升。 展开更多
关键词 车辆悬架 振动控制 等效阻抗 惯容器 频域控制
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单级和多级连续恒值准零刚度隔振方法
16
作者 赵峰 康艳红 +2 位作者 曹心煜 杜文辽 曹树谦 《力学学报》 北大核心 2025年第7期1718-1733,共16页
准零刚度隔振器具有高静态和低动态刚度特性,在低频隔振领域受到广泛关注.具有非线性刚度特性的准零刚度隔振器在承载质量变化时,导致动态刚度增大从而降低低频隔振性能,不适用于变承载质量隔振工况.为解决此问题,采用拉簧和斜杆提出一... 准零刚度隔振器具有高静态和低动态刚度特性,在低频隔振领域受到广泛关注.具有非线性刚度特性的准零刚度隔振器在承载质量变化时,导致动态刚度增大从而降低低频隔振性能,不适用于变承载质量隔振工况.为解决此问题,采用拉簧和斜杆提出一种具备恒值准零刚度特性的隔振器,通过静态分析获得的刚度表达式推导出两个准零刚度参数条件,可实现恒值准零刚度、恒值零刚度或恒力和非线性准零刚度特性;进而基于恒值准零刚度提出了多级连续恒值准零刚度隔振方法.采用谐波平衡法和增量谐波平衡法分别对运动方程求解并得到位移传递率.制作了单级和多级恒值准零刚度实验样机,开展两种机制的变承载质量隔振实验研究.第一种为单级恒值准零刚度机制的隔振实验,适用于小幅变承载质量,如设计承载质量的10%以内;第二种为多级连续恒值准零刚度机制的隔振实验,适用于大幅变承载质量,如设计承载质量的32%及以上.两种隔振机制为准零刚度隔振器在变承载质量工况下的应用提供了可行方法. 展开更多
关键词 准零刚度 隔振器 变承载质量 多级准零刚度 实验
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细长输流管道大变形动力学研究进展 被引量:6
17
作者 陈伟 曹润青 +2 位作者 胡嘉纯 代胡亮 王琳 《力学进展》 北大核心 2025年第1期113-174,共62页
细长输流管道是发动机液压装置、航空加油机、核工业热交换器、海洋钻井平台等工程装备系统的一类重要结构.当流速较高时,细长管道可能会发生屈曲或颤振等流致失稳现象,严重时可酿成重大安全事故.输流管道的流致失稳及其非线性振动是典... 细长输流管道是发动机液压装置、航空加油机、核工业热交换器、海洋钻井平台等工程装备系统的一类重要结构.当流速较高时,细长管道可能会发生屈曲或颤振等流致失稳现象,严重时可酿成重大安全事故.输流管道的流致失稳及其非线性振动是典型的流固耦合力学行为,已成为结构动力学、流固耦合力学等研究领域的一个普遍性范例.在建立动力学方程、明确稳定性机理和分析非线性振动规律之后,近年来人们极其关注输流管道的大变形/大位移动力学问题.本文系统介绍了细长输流管道非线性振动,特别是其弯曲大变形动力学的研究进展.首先,概述了输流管系统的非线性特征及其分类,简要分析了一些常用假设的合理性.其次,重点介绍了泰勒展开近似模型、几何精确理论模型、绝对节点坐标描述计算模型、数据驱动模型及相关的其他建模与求解方法.然后,针对两端支撑管道和悬臂管道两类有本质区别的动力学系统,回顾了其非线性动力学机理与演化规律,重点介绍了悬臂管道从小变形假设到大变形响应的一些新近研究进展.在此基础上,还介绍了提高输流管稳定性、抑制输流管非线性振动和利用输流管大变形响应的主要方法.最后,对细长输流管道大变形动力学的研究现状进行了归纳总结,并指出值得关注的几个基础性科学问题. 展开更多
关键词 输流管道 流固耦合 大变形动力学 几何精确模型 绝对节点坐标法
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双层准零刚度隔振系统吸引子迁移控制特性 被引量:2
18
作者 马召召 余永华 +2 位作者 杨庆超 周瑞平 柴凯 《力学学报》 北大核心 2025年第3期730-739,共10页
非线性隔振系统普遍存在多稳态吸引子共存现象,运行在不同吸引子上时则具有不同的隔振效果.为保证非线性隔振系统处于最优的隔振状态,以双层准零刚度隔振(two-stage quasi-zero stiffness vibration isolation,TQZS VI)系统为对象,对其... 非线性隔振系统普遍存在多稳态吸引子共存现象,运行在不同吸引子上时则具有不同的隔振效果.为保证非线性隔振系统处于最优的隔振状态,以双层准零刚度隔振(two-stage quasi-zero stiffness vibration isolation,TQZS VI)系统为对象,对其吸引子迁移控制特性展开分析.首先,建立了TQZS VI系统动力学模型,采用参数延拓跟踪方法和并行胞映射方法分别揭示了TQZS VI系统全局分岔特性和吸引子共存特性,在不同激励力幅值作用下TQZS VI系统具有显著的分岔特性,包括周期运动(周期1,2和3等)以及混沌运动.然后,基于吸引子迁移控制理论,采用经典指数趋近律提出了一种基于滑模变结构的吸引子迁移控制方法,其无需建立非线性控制项且目标轨道函数传输域具备全局性.最后,采用所提出的吸引子迁移控制方法构建了TQZS VI系统迁移控制项,并揭示了TQZS VI系统在不同目标轨道以及吸引子之间的迁移控制特性.结果表明,基于滑模变结构的吸引子迁移控制方法能够有效控制TQZS VI系统的运动状态,可为非线性隔振系统状态控制和减振降噪提供一种新思路. 展开更多
关键词 非线性隔振 准零刚度 吸引子 滑模变结构 迁移控制
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仿生肢状准零刚度隔振系统的振动特性研究 被引量:1
19
作者 刘海超 闫明 +3 位作者 金映丽 孙自强 王开平 杨宁 《振动工程学报》 北大核心 2025年第1期29-38,共10页
在低频隔振领域,针对线性系统存在承载能力不足及传统准零刚度隔振系统存在刚度硬化,非线性跳跃导致系统失稳的问题,以仿生肢状结构作为负刚度元件与正刚度弹簧并联建立了仿生肢状准零刚度隔振系统的力学模型,分析了系统的静力学特性;... 在低频隔振领域,针对线性系统存在承载能力不足及传统准零刚度隔振系统存在刚度硬化,非线性跳跃导致系统失稳的问题,以仿生肢状结构作为负刚度元件与正刚度弹簧并联建立了仿生肢状准零刚度隔振系统的力学模型,分析了系统的静力学特性;基于拉格朗日方程建立动力学模型,采用谐波平衡法进行解析求解;通过理论分析和试验研究对比分析了线性、传统准零刚度隔振系统和仿生肢状准零刚度隔振系统隔振特性,以及激励幅值对系统隔振性能和稳定特性的影响规律。结果表明:相比线性系统和传统准零刚度隔振系统,仿生肢状准零刚度隔振系统不仅保证了系统具有较高的承载能力,而且通过结构参数设计有效降低了位移传递率,拓展了隔振频宽,提高了系统在复杂激励环境中的稳定性和隔振性能。 展开更多
关键词 低频隔振 仿生肢状结构 准零刚度 位移传递率 被动隔振
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含分数阶的分段非线性悬架变载荷振动响应特性研究 被引量:1
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作者 王翠艳 石少轩 陈恩利 《振动与冲击》 北大核心 2025年第3期26-34,共9页
针对货运车辆载荷工况复杂多变的情况,提出了含分数阶的分段非线性悬架。利用变节距弹簧为该悬架提供非线性恢复力,并与线性弹簧构成线性-非线性弹簧耦合结构。使用Caputo分数阶模型描述阻尼器的黏弹特性。使用平均法建立了分数阶分段... 针对货运车辆载荷工况复杂多变的情况,提出了含分数阶的分段非线性悬架。利用变节距弹簧为该悬架提供非线性恢复力,并与线性弹簧构成线性-非线性弹簧耦合结构。使用Caputo分数阶模型描述阻尼器的黏弹特性。使用平均法建立了分数阶分段非线性悬架的振动传递函数。研究了系统平衡点稳定性与定常解的稳定条件,分析了初始间隙与非线性刚度对悬架系统在不同载荷工况下隔振性能的影响。构建了悬架实物模型,通过振动试验验证了悬架模型理论研究的正确性。结果表明:含分数阶的分段非线性悬架存在多个振动传递率衰减区域;改变线性-非线性耦合弹簧结构的初始间隙和非线性刚度可以增加衰减区域的数目。振动试验表明,合理调整初始间隙与非线性刚度可以令该悬架的响应特性处于衰减区域内,有效降低振动传递率,提高悬架的隔振性能。该研究对改进重载货运车辆的被动悬架结构,提高货运车辆运行稳定性与道路友好性具有指导作用。 展开更多
关键词 汽车悬架 分段刚度 非线性弹簧 分数阶 低频振动
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