几种常见阻尼器的减振特性分析

本文对存在干摩擦阻尼、粘性阻尼和cx^2阻尼系统的自由振动及受迫振动特性进行了解析及数值计算，得到干摩擦阻尼系统自由振动的加速度响应在速度零点有一突变，这一变化量为定值，且只与系统固有频率ψn。及摩擦当量位移xk有关。分析比较了干摩擦阻尼、粘性阻尼及cx^2立。阻尼的减振特性，并重点分析了粘性阻尼与cx^2阻尼在抗振及减振方面的特性，分析了组合阻尼的减振效果，为工程减振基于不同类型阻尼相结合的新型阻尼器的开发提供指导意义。     

干摩擦阻尼叶片的界面约束力描述及振动响应求解

发展了一种描述复杂运动状态下界面约束力的三维干摩擦接触数值模型,该模型通过在接触界面建立多个摩擦接触点对得到多点分布的界面约束力,可以描述界面的粘滞-滑动共存状态和法向接触正压力不均匀分布。在该模型中还考虑了界面动静摩擦系数的不同和界面的各向异性。采用三维干摩擦接触数值模型和高阶谐波平衡法,计算了某真实围带阻尼结构汽轮机叶片在复杂激励下的非线性振动响应。计算出叶片振动响应在一个运动周期出现多个局部极值,呈含多谐波的周期函数。     

干摩擦阻尼系统动力响应分析的迭代方法

本文提出了一种求解干摩擦阻尼系统稳态动力响应的迭代方法.此方法基于一次谐波平衡,同时保证计算状态下与原始模型下干摩擦阻尼器所消耗的能量相等,从而保证了迭代过程收敛,计算精度与等效粘性阻尼法相当.方法可用来分析带任意多个干摩擦阻尼器的系统,并可方便地与有限元分析程序包相连接.算例表明,计算结果与直接积分法所得结果吻合.     

非线性干摩擦阻尼结构叶片系统动力学研究现状

综述了非线性干摩擦阻尼结构叶片系统的动力学研究现状.引述国内外大量文献,对非线性干摩擦阻尼结构叶片系统动力学研究中的5个主要问题进行了讨论,它们是干摩擦阻尼结构叶片非线性动力学方程的求解方法、界面摩擦模型简化、接触运动学模型、叶片主结构模型的简化、摩擦约束叶片系统的非线性动力学行为.阐述了常用的各种模型及求解方法的优缺点,最后并提出了该领域值得进一步研究的几个关键问题.     

基于微滑移解析模型的干摩擦阻尼叶片稳态响应分析

基于单边微滑移解析模型,建立了阻尼器干摩擦力的本构关系,该模型可以较好地描述摩擦界面粘滞一滑移状态以及在同一时刻阻尼器各局部拉、压应变不同而产生的摩擦力方向的不同。采用等效刚度和等效阻尼对干摩擦力的非线性特征进行了线性化处理。引入干摩擦阻尼因子度量干摩擦阻尼效果。采用谐波平衡法对简化的带阻尼器叶片系统进行了强迫振动响应分析。分析表明：干摩擦阻尼器对叶片的作用体现在阻尼和刚度两个方面,于摩擦阻尼因子是评价干摩擦阻尼效果的一个较好的参数;存在最佳的正压力,使干摩擦阻尼因子最大,响应最小。     

某带凸肩发动机风扇叶片非线性响应及断裂故障分析

本文针对某带凸肩发动机风扇叶片，以求解非线性摩擦力的时域跟踪法及求解叶片非线性响应的时域转换方法为基本算法，在考虑凸肩接触面三维运动的情况下，对叶片的非线性响应进行了计算。在分析叶片一阶弯曲振动的基础上对接触面刚度进行了估计，并进一步对该叶片高阶故障振型的振动特点进行了分析，讨论了其故障原因并初步提出排除故障的几种思路。     

干摩擦动力吸振器简谐激励响应计算的最优化方法研究

研究了两自由度滑动摩擦系数随相对速度变化的干摩擦吸振系统简谐激励响应计算问题，提出了最优化处理方法，并推导了相应的迭代方程。通过一个数值例分析，考察了干摩擦动力吸振器的性能及简化为理想干摩擦模型时带来的计算误差。     

干摩擦阻尼及其在工程结构被动减振设计中的应用研究

本文在广泛收集有关研究资料基础上，着重总结国外工程领域在工程结构减振或抗震设计方面干摩擦阻尼应用的研究成果，文中首先分析和讨论描述摩擦力变化规律的现有的基本物理模型及其干摩擦系统分析和计算中三种主要方法，其次概括性地介绍了摩擦阻尼在发动机叶片减振，组合结构动力学设计，高层建筑的地震基础隔离及其铁路和公路车辆悬挂系统等主要工程领域内的研究进展。     

一种正压力随时间变化的微滑移干摩擦模型

在Csaba摩擦模型的基础上发展了一种能够考虑接触面摩擦运动过程中正压力随时间变化的微滑移干摩擦模型。模型将局部微滑移运动与整体宏滑移运动进行了结合,采用在每个时间迭代上逐步分析判断摩擦微元运动状态的方法来描述摩擦运动过程中的黏滞、局部微动滑移、整体宏滑移以及分离状态,能够克服Csaba摩擦模型只能描述局部微滑移摩擦力、并且正压力分布不变的不足。对单谐波和多谐波外力作用下无分离状态及存在分离状态的干摩擦力进行了模拟。计算了凸肩阻尼结构模拟叶片在复杂激励下的非线性振动响应,研究了系统参数对干摩擦阻尼减振效果的影响,为工程中研究具有干摩擦阻尼结构叶片的接触面摩擦力提供了理论依据。     

非恒定滑动摩擦系统振动系统等产线性化计算方法研究

研究了单自由度滑动摩擦系统随相对速度变化的干摩擦振动系统简谐激励响应计算问题，提出了等效线性化处理方法，并推导了相应的频响方程。通过一个数值例分析，考察了简化为理想干摩擦模型时带来的计算误差。     

壳板凸肩叶片的非线性振动特性

以凸肩叶片为研究对象,应用Donnell’s简化壳理论建立模型的非线性振动方程,考虑了几何非线性、阻尼、凸肩接触面正压力、摩擦力等因素。采用Galerkin法将振动微分方程离散到模态坐标上,分别应用数值法和近似解析法对方程组求解,得到系统的频率响应曲线,并讨论了系统周期解的稳定性。结果表明,由于凸肩接触面之间摩擦力方向周期性改变,导致系统的振动特性产生不连续性,以摩擦力为正、负方向分别绘制一条频率响应曲线。则随着摩擦力方向T/4周期变换一次,系统的振动也以T/4为周期在两条频率响应曲线上来回跳跃,从而有效抑制叶片的振动响应,提高叶片使用的安全性。     

航空发动机自带冠叶片减振特性研究

摘 要：将自带冠叶片模化为质量弹簧模型。自带冠叶片减振主要是由于冠间碰撞和摩擦的组合运动来实现的,因此本文将冠间的接触简化为带对称间隙的弹簧阻尼模型,摩擦模型采用Sgn模型,从而建立该系统的动力学方程,进而采用Runge-Kutta数值方法求解系统的动力学方程。本文主要探讨了冠间间隙、刚度比、接触角度、摩擦系数等多种参数对减振效果的影响。结果表明：叶片的振动能量与冠间间隙、刚度比、接触角度、摩擦系数等参数有关,参数选取要考虑工作转速的范围。冠间的碰摩组合运动为硬式分段线性的非线性振动,因此本文同时采用Poincaré映射图和频谱图等方法对系统的非线性特性进行了一定的研究。
     

基于微动滑移摩擦模型的失谐叶盘系统振动分析

在航空发动机叶-盘系统中,由于叶片失谐导致严重的振动局部化,造成局部叶片的高周疲劳,拟采用增加叶根干摩擦的方法降低失谐叶-盘系统振动幅值,减轻其振动局部化程度。基于微动滑移摩擦模型建立叶根阻尼器干摩擦力本构关系,采用等效椭圆代替阻尼器力与位移函数关系的迟滞回线,获得阻尼器的等效阻尼、等效刚度;将等效阻尼、等效刚度作用于叶-盘系统集中参数模型上,建立单个扇区三自由度整周失谐叶-盘系统动力学方程;采用谐波平衡法对其进行振动特性分析,讨论了叶根干摩擦对失谐叶盘系统振动特性的影响。结果表明:叶根摩擦能显著降低系统共振幅值;有叶根摩擦系统较无叶根摩擦系统的共振峰在频率上延后;增加叶根摩擦可有效降低失谐叶-盘系统的振动局部化程度。     

基于LuGre摩擦模型的叶片碰撞摩擦特性研究

建立了基于LuGre摩擦模型的叶片冠间碰撞摩擦模型,研究了叶片冠间接触碰撞和摩擦的动力学特性和减振机理。并研究了冠间间隙、动静摩擦系数对成组自带冠叶片碰撞摩擦减振效果的影响。通过分析摩擦过程中鬃毛的变形,对LuGre模型进行有条件的简化,研究了带冠叶片接触碰撞运动和摩擦运动的分岔特性。研究结果表明,LuGre摩擦模型可以更加完善的描述预滑动阶段叶片冠间的摩擦特性。     

变面积电涡流传感器带冠叶片振动测量

为实现对各种带冠叶片的振动的非接触式测量,提出一种基于变面积型电涡流传感器的带冠叶片振动测量技术。当转子叶片进行高速旋转时,叶片扫过电涡流传感器,会使感应面积发生变化,后接高速数据采集分析处理系统,将面积变化信号进行处理,从而获得带冠叶片振动参数。在某型汽轮机末级带冠叶片上进行振动试验,试验结果表明变面积型电涡流传感器测振技术可以在转子高速旋转的情况下,准确测量带冠叶片振动情况,得到振动的幅值和频率,可以应用在实际带冠叶片的振动测量中,为转子叶片健康状况评估提供依据。     

安装预紧量对金属橡胶构件干摩擦阻尼的影响

为了研究安装预紧量对金属橡胶构件的干摩擦阻尼性能及寿命的影响,分别对预紧量为Q=1.11mm和Q=2.2mm的金属橡胶隔振器进行了静态及振动实验研究.结果表明:改变金属橡胶隔振器的预紧量,其承载能力及能量耗散性能均将发生变化,具有较小预紧量(Q=1.1 mm)的金属橡胶隔振器的承载能力及耗散振动能量的能力优于具有较大预紧量(Q=2.2 mm)的金属橡胶隔振器的相应指标,且使用寿命比较长.实验证明,适当控制金属橡胶构件的预紧量,可以实现对金属橡胶隔振器的干摩擦阻尼性能的有效控制.     

汽轮机自带冠叶片碰撞减振的研究现状与发展

自带冠叶片冠间接触碰撞减振结构具有减振、方便安装与检修、制造精度要求低等优点,已广泛用于汽轮机设计制造并在多台汽轮机上安全运行多年,但目前对这种结构的减振机理和减振效果的研究却很不全面。结合国内外碰撞振动理论的研究成果,从自带冠叶片的碰撞振动特性、动力学模型、数值方法和实验研究等方面来介绍该领域的研究现状,着重阐述对该领域相关发展方向的一些看法,最后展望该领域以后需深入研究的几个关键问题。     

含干摩擦振动系统的非线性动力学分析

对含干摩擦振动系统的非线性动力学行为进行了研究。为了精确地捕捉粘滑状态的分界点,给出了判定系统滑动状态与粘着状态分界点的理论方法,分析了由干摩擦引起的粘滑振动,结合Lyapunov指数分析了系统的稳定性。进而利用数值方法对一两自由度干摩擦振动系统的动力学响应进行了分析,得到系统经周期运动失稳通向混沌的道路。     

两自由度干摩擦振动系统的粘滑运动分析

干摩擦结构广泛存在于机械系统中,由此引起的振动行为属于典型的非光滑动力学研究范畴。通过将含干摩擦非线性振动系统看作一分段线性系统,提出了求解各粘滑状态阶段解析解的方法,并以两自由度干摩擦振动系统的力学模型为例进行了数值模拟,进而分析了由干摩擦导致的粘滑振动行为。