几何非线性黏性阻尼隔振系统动力学特性研究

针对舰船设备用隔振系统中普遍存在的非线性特性，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，采用平均法进行解析求解，根据 Routh?Hurwitz 判据得到系统稳定性边界条件，综合研究了线性阻尼、库伦阻尼和和几何非线性黏性阻尼对系统幅频响应和稳定性的影响规律；对非线性隔振系统进行了避跳参数设计，分析了系统参数对避跳边界的影响；通过振动试验进行验证。结果表明：线性阻尼、库伦阻尼和几何非线性黏性阻尼对降低软、硬隔振系统幅频响应峰值，提高系统稳定性都有积极作用，但由于库伦阻尼的“锁定”特性导致硬特性隔振系统幅频响应出现“频率岛”现象，系统稳定性未能得到有效改善，但库伦阻尼有效降低了软特性隔振系统幅频响应峰值，提高了系统稳定性；几何非线性黏性阻尼对降低幅频响应峰值，提高系统稳定性均具有显著作用，同时不会出现“频率岛”现象。     

非线性隔振系统混沌特性实验研究

本文设计建立了混沌特性实验装置，对以钢片弹簧为隔离元件的非线性隔振系统进行了实验研究，验证非线性隔振系统处于混沌状态时具有很好的隔振效果并且能有效地隔离结构噪声中的线谱成分，实验得出了非线性隔振系统的混沌特性区域以及其在混沌状态下的整体和对线谱的隔离效果。     

关于非线性隔振系统动态特性的描述方法

本文对隔振理论按物理性质进行分类。对非线性隔振系统阐明了它与线性系统的不同性,提出对非线性隔振系统用随机激励试验进行动态特性描述和隔振效果计算的新定义。最后,以非线性减振器为实例进行具体描述。     

柔性基础上非线性隔振系统的动力学分析

建立柔性基础非线性隔振系统的理论模型，用频率变化的正弦波模拟波浪的激励作用，船体看作是一个柔性梁，船体与安装部件之间采用非线性隔振支承。运用谐波平衡和Newton迭代方法对模型进行近似理论求解，并采用功率流对系统隔振效果进行评价，讨论了非线性刚度、阻尼以及波长的变化对功率流传递的影响。分析结果表明，刚度和波长越大隔振效果越差，低频段增大阻尼有利于隔振，高频段增大阻尼隔振效果急剧下降。     

新型非线性低频被动隔振系统设计及实验研究

研制一种新型非线性低频被动隔振系统,由三个特定形状的片弹簧对称分布构成,具有较高静承载力和较低的动态刚度,可以显著的降低了系统的起止隔振频率;通过隔振系统弹性元件的一维无量纲模型,分析了其非线性行为,且对隔振器的力学特性进行了实验研究;建立了一个两自由度的隔振实验平台,在实验平台上对隔振系统进行了隔振性能研究,结果显示该隔振系统的隔振效果明显。     

非线性被动隔振器刚度特性研究

为了探讨最佳的非线性被动隔振机构,针对滚子和球面接触式的非线性被动隔振系统进行了刚度建模、分析。并建立系统的ADAMS动力学模型。对模型进行了参数分析,探讨了机构各主要参数对其性能影响,并发现机构隔振性能随被隔振物体质量变化调整的主要参数。研究成果有助于非线性隔振器及非公路车辆座椅悬架隔振设计。     

非线性刚度非线性阻尼隔振系统功率流研究

针对非线性阻尼、非线性刚度隔振系统效果评价问题,引入功率流作为评价非线性隔振系统的关键参数。水平弹簧提供负刚度使得隔振系统具有高静态低动态刚度特性,水平阻尼提供系统的非线性阻尼。运用谐波平衡法分析系统强非线性振动的功率流,探讨非线性刚度和非线性阻尼对隔振系统功率流的影响。研究表明,非线性刚度能够拓宽系统隔振频带,非线性阻尼能够保持较优高频隔振性能。最后,在单层隔振基础上,展开双层非线性隔振系统功率流特性研究。结果表明:系统中每一层非线性刚度的加入均可以有效拓宽隔振频带,降低高频处功率流传递率。系统中每一层非线性阻尼的引入均可以降低第一阶共振峰峰值,得到更好的隔振效果。     

多自由度非线性隔振系统建模及其非共振响应

非线性因素会对系统解耦产生影响,因此工程实际中的非线性隔振系统一般为多自由度系统,同时,船舶机械隔振系统的基座应视为具有一定机械阻抗的弹性体。基于上述考虑,对船舶机械非线性隔振系统进行了建模,并特别讨论了非线性项的表达式。通过分析非线性因素与系统解耦之间的关系,使得系统得以简化的同时,保留了系统主要的动力学特性。还应用多尺度法对该类型非线性隔振系统在其主要工作状态——非共振状态下的动态响应进行了分析,并通过数值计算验证了多尺度法得出的一阶近似解的有效性以及非线性因素对系统的影响。     

线谱激励的混沌隔振研究

一般的线性被动隔振系统因具有频率保持性而不能彻底隔离线谱激励，而对于非线性隔振系统则可能改变系统的频谱结构，特别是处于混沌状态时它的频谱是连续的宽频特性以消除或减弱特征线谱进行了研究。结果表明混沌隔振不仅对线谱有较好的隔离效果，而且整体隔振性能也比较好。     

立方非线性隔振系统动力学特性与设计分析

目的研究非线性隔振系统的动力学行为。方法以立方非线性系统为研究对象,研究了阻尼系数?、无量纲参数R对放大倍数的影响规律,并进行了隔振设计。结果随着阻尼系数?和无量纲参数R的增大,放大倍数峰值减小。结论系统的非线性行为有利于系统隔振性能,即便阻尼系数等于0的情况下,也不会出现放大倍数无穷大的情况;系统阻尼的增加,有利于改善隔振性能。     

冲击机械隔振中阻尼的应用研究

给出了双自由度有阻尼自由振动系统方程的解耦方法与冲击机械隔振的数值仿真过程;介绍了作为隔振元件的叠板弹簧阻尼性能及其使用特点;详细分析和研究了叠板弹簧动摩擦系数及系统隔振频率对系统振动参数的影响。     

钢丝绳隔振器综合力学性能试验研究

针对某电子器件同时承受强振动和过载的隔振设计要求，通过试验研究三种不同刚度的钢丝绳隔振器兼顾隔振、隔冲和抗过载的综合能力。试验结果表明，刚度较大的隔振器在承受高量级随机激励时具有一定的隔振能力、抗冲击和过载的性能较好。钢丝绳隔振器具有明显的非线性特性，只能对其进行特定条件下的参数识别。     

高速电梯振动控制的理论及实验研究

本文针对电梯振动研究主机振动的隔离，通过理论分析确定系统主要参数对振动隔离的影响规律，同时借助实验手段确定系统的固有频率，并有针对性地调整系统的固有频率，使这避开主机的激励频率。在理论及实验分析的基础上对实验电梯系统实施隔振，同时采取提高系统旋转部件的平衡精度以及安装质量等其他措施，实测结果表明电梯的垂直振动得到有效抑制。     

列车垂向振动的半主动随机隔振研究

依据拉格郎日方程,建立了六自由度铁路客车半主动隔振系统的垂向振动模型;应用MATLAB软件编制了“铁路客车被动、半主动随机隔振分析”仿真系统,对铁路客车随机隔振进行计算机仿真。计算在不同的输入参数下,车辆的时域响应和位移与加速度响应方差,讨论了弹簧刚度、阻尼、车速等对隔振性能的影响。应用非线性随机振动理论对比分析了铁道客车的被动、半主动随机隔振的隔振效果,对铁道客车半主动随机隔振系统进行了参数优化。结果表明：半主动悬架的隔振性能比被动悬架有显著提高,在设计半主动悬架隔振系统时,可以在许可范围内适当增大阻尼、减小弹簧刚度,以达到最佳的隔振效果。     

新型准零刚度果蔬运输隔振系统设计

目的 为避免果蔬在运输过程中因振动造成损伤,导致价值下降,基于准零刚度隔振技术,提出一种采用紧凑、高效的弹簧–滚轮–滚珠负刚度机构的新型果蔬运输隔振箱装置。方法 首先,基于弹簧–滚轮–滚珠负刚度机构与垂向正刚度弹簧并联的方式设计准零刚度果蔬运输隔振系统结构;其次,分析其静力学特性,推导该非线性隔振装置的刚度特性;最后,在果蔬运输系统模型运动微分方程基础上建立Simulink仿真模型,研究在C级路面激励下,该新型运输隔振系统的动态隔振特性。结果 研究结果表明,通过合理的结构参数设计,该隔振装置在平衡点附近将具有高静态刚度、低动态刚度的准零刚度特性。在C级路面激励下,该新型运输隔振系统的振动位移峰的峰值相较于对应线性系统的衰减约29.3%,加速度均方根值衰减约97.3%。结论 设计合理的新型果蔬运输系统的隔振效率优于对应的线性隔振系统的。     

基于VDV隔震标准的爆炸冲击隔震系统研究

本文提出了核爆地冲击典型加速度波形的表达式 ,采用Runge_Kutta法分析了线性阻尼隔震系统的爆炸冲击响应 ,比较了加速度容许值隔震标准和振动剂量值 (VDV)隔震标准对人员隔震系统设计参数取值的影响 ,阐明了基于VDV隔震标准的爆炸冲击隔震系统设计更加准确、合理和可靠。     

二级偏块振动磨主隔振机理研究与试验

针对现有超细粉碎中物料团聚及不细化的瓶颈问题,进行具有强非线性激振功能的二级偏块振动磨主隔振机理研究,样机主振系统采用非线性硬特性线变节距橡胶涂层复合弹簧,使其刚度具有随振强变化而变化的特性,以适应主振系统储能节能和稳定工作的需求;隔振系统采用具有高内阻的环形橡胶复合弹簧,使主振弹簧传递的高振强,通过隔振系统得到大部吸收;样机试验测得系统的加速度时域曲线和功率谱曲线,显示出主振与隔振系统对高振强的利用与隔振的非线性作用效果;初步实现超细颗粒的解团聚和颗粒细化问题,使目前采用粉碎法对超硬粉体进行超细粉碎徘徊在微米级水平上的现状得已突破;试验取得输入d(0.5):10μm、输出d(0.5):0.175μm的阶段性成果。     

非线性混沌振动响应的试验分析

对非线性隔振系统而言,当其参数处于特定区域时,系统可能处于混沌状态,从而在线谱激励下可以产生具有宽谱特征的混沌响应,以达到消减潜艇辐射噪声线谱成分的目的。设计了分段隔振系统并开展试验研究,利用改进小波去噪算法和空间栅格特征提取方法对实测信号进行滤波和识别处理。试验中观察到了系统复杂的动力学行为,为混沌的工程应用提供了有益参考。     

超低频非线性隔振系统的研究

通过分析正负刚度并联隔振机理,提出了一种新型超低频被动隔振系统。该系统采用负刚度机构与正刚度弹簧并联,具有高的支撑刚度和极低的运动刚度,且系统刚度呈现非线性,解决了传统被动隔振系统存在的超低频隔振难题。通过对该系统力学特性进行分析,给出了系统刚度表达式及在平衡位置处的零刚度条件,为新型超低频非线性隔振器的设计提供了理论指导。     

含弹性与阻尼约束的隔振系统动力学设计

从非线性动力学角度提出一种含弹性和阻尼约束隔振系统的设计方法。该方法先设计满足工作频带内传递率的小阻尼线性隔振系统，再基于对主共振的奇异性理论分析设计约束刚度、约束阻尼和间隙，最后运用周期解延续、插值胞映射等数值方法检验设计的可靠性及各种裕度指标。因靠约束阻尼抑制共振传递率，故工作频带内的传递率可设计得很低。