非线性干摩擦系统冲击响应的求解方法EI北大核心CSCD

在非线性干摩擦系统动力学模型的基础上,结合金属摩擦片的强几何非线性力学特性,利用分段杜哈梅积分的方法推导了干摩擦隔振器在较大冲击载荷下的加速度响应计算公式,将理论计算结果与摆锤模拟大冲击的试验结果作对比发现,该方法能够较好地反映金属干摩擦隔振器在较大冲击下的运动规律。     

金属橡胶非线性隔振器试验研究与参数分析

研究了变激励条件下金属橡胶非线性隔振器的参数变化。以某型隔振器为研究对象,对其进行了静态试验及不同正弦激励条件下动态试验。借助双折线泛函本构关系的本构模型,利用粒子群优化算法对不同激励条件下的隔振器模型参数进行了识别,通过识别参数的对比得到了隔振器各参数在不同激励情况下的变化趋势。结果显示对金属橡胶非线性隔振系统进行动力学分析时,必须首先对实际工况下隔振器进行动态试验。再通过参数识别获取隔振器准确的数学模型,才能对金属橡胶隔振系统进行准确的动力学分析。为金属橡胶隔振系统的动力学分析提供了一般方法。     

双线性滞迟干摩擦模型的无谐振振动特性分析

对双线性滞迟振子的无谐振机理进行了理论和试验研究。建立干摩擦阻尼隔振系统力学模型,对其低频锁止特性进行了研究,并由此得到解锁频率的解析解,确定了最优解下的系统参数关系;利用运动方程对系统时间响应过程进行了深入的数值计算,并通过试验对理论结果进行了验证。所得结论对无谐振隔振器的合理设计具有指导意义。     

金属橡胶隔振器抗冲击性能研究

对金属橡胶隔振器的冲击性能进行了理论和实验研究。借助于金属橡胶构件的加载曲线和迟滞回线,研究了具有非线性干摩擦阻尼隔冲系统在短冲击和长冲击时的最大响应的计算方法,并借助于Matlab实现了最大冲击响应的逐步积分计算。通过实验研究了构件结构形状和参数、负载质量、冲击加速度等对金属橡胶构件抗冲击性能的影响,对理论方法进行了验证,为工程实践提供了依据。     

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.     

非线性三参数隔振器动力学特性研究

在保持三参数隔振器高频段良好的隔振效果基础上,采用X形结构引入几何非线性可有效抑制其谐振频段的动态响应。建立含X形结构的非线性三参数隔振器的动力学模型;采用谐波平衡法推导出其动态响应的解析表达式;通过与时域数值解和实验数据对比,验证了非线性三参数隔振器模型解析解的正确性。与传统两参数隔振器和传统三参数隔振器的力传递率相比,非线性三参数隔振器可以显著降低其谐振频率幅值;而高频区域的减隔振性能影响较小。讨论设计参数,如刚度比γ_1和γ_2、阻尼系数C_a、初始夹角θ_i、激励力幅值F_0对隔振系统传递特性的影响。研究表明,刚度比γ_1和γ_2,阻尼系数C_a和初始夹角θ_i可影响隔振器在谐振频率和高频区域的减隔振效果,激励力幅值F_0则对系统减隔振性能无影响。通过合理的参数选择,可使非线性三参数隔振器在谐振频率衰减效果优于传统三参数隔振器,且保证在高频区域的隔振性能不变。     

GWF型隔振器性能分析与实验验证

GWF型无谐振隔振器利用库伦阻尼和弹簧变形消耗能量,因无谐振峰而广泛应用于电子设备的隔振中。分析了GWF型无谐振隔振器理论模型,得出理论解锁频率和隔振传递率,并通过实验加以验证,为选择合适的刚度和摩擦力提供实验及理论依据。
     

基于金属骨架材料分子弹簧隔振器力学性能研究EI北大核心CSCD

将金属有机骨架材料和水的混合物作为工作介质置于密闭容器中,形成基于金属有机骨架材料的分子弹簧隔振器;当隔振器受到外部载荷时,水分子在外压作用下侵入和逸出金属有机骨架材料的疏水微孔,实现能量的储存与释放。通过微观力学平衡和宏观体积变化关系模拟了水分子大量侵入金属有机骨架材料微孔的过程,推导隔振器在受力过程的力位移关系,采用准静态试验验证推导的力学模型,经仿真和试验分析隔振器性能的影响因素。结果表明,理论与试验结果一致性较好,基于金属有机骨架材料的分子弹簧隔振器表现出高-低-高的分段刚度特性,金属有机骨架材料的最小接触角、最大孔径、钴配比和孔容积等参数均会对隔振器的阶段Ⅱ产生影响,调整这些参数可灵活调节隔振器的性能。     

金属橡胶材料迟滞特性力学模型研究

受成型与制备工艺参数影响,金属橡胶有记忆型恢复力模型数学表达式复杂,特别是在对非线性迟滞特性参数进行识别时存在困难。根据金属橡胶微元体理论,研究干摩擦力对迟滞特性力学模型的影响。应用材料细观结构特征构造金属丝微元体力学模型,描述了金属丝滑移接触过程中干摩擦产生机理,结合金属橡胶制备工艺计算处于滑移状态的微元体数目,建立金属橡胶干摩擦阻尼力数学表达式。利用静态激励试验系统进行试验研究,并结合MATLAB软件对该理论模型进行参数识别。通过理论与试验结果对比,验证了模型的正确性。结果表明:含干摩擦分量的有记忆恢复力模型适用性强,表达式简单,特别是在参数识别时具有较好的精度。     

间隙非线性对惯容-橡胶复合隔振器位移响应的影响研究

为研究间隙非线性对惯容-橡胶复合隔振器位移响应的影响,建立了含间隙的非线性并联式Ⅱ型ISD隔振系统和非线性动力学方程。使用四阶和五阶龙格-库塔法在Matlab中对该非线性方程进行数值求解,以不含间隙的线性方程作为对比,通过分岔图、相位图、庞加莱截面图研究了非线性系统的动力学特性,以及非线性方程和线性方程产生明显的数值解偏差时间隙的取值范围;加工了惯容-橡胶复合隔振器试验样品,在MTS电液伺服试验台上进行了复合隔振器的位移响应试验,试验结论与理论分析结论相吻合。研究结果表明轻微的间隙不会影响到惯容-橡胶复合隔振器的位移响应,但其力学性能会受到影响。     

含摩擦与间隙的失谐叶盘系统振动局部化研究

 针对叶片榫头与轮盘榫槽连接处间隙及摩擦,基于叶盘结构典型集中参数模型,建立含干摩擦、间隙的非线性动力学方程,研究失谐叶盘系统振动局部化。在叶身刚度随机失谐下分析叶盘系统对不同耦合刚度的固有特性及共振响应。结果表明,非线性谐调叶盘系统亦出现振动局部化现象。利用振幅放大系数对线性、非线性失谐叶盘系统振动响应局部化研究,振幅放大系数呈失谐阈值现象,且非线性干摩擦、间隙作用会降低失谐系统振动响应局部化程度。而谐调叶盘系统非线性振动,随气流激励力频率变化,系统呈非简谐单周期运动、多周期谐波运动、混沌运动等多种动力学行为。失谐因素存在会使非线性失谐叶盘系统动力学行为更复杂。     

钢丝绳减振器准静态非对称迟滞模型参数识别

由于钢丝间存在着干摩擦作用,钢丝绳减振器具有明显的非线性迟滞阻尼。现有文献中钢丝绳减振器迟滞模型的参数识别大都是基于初始零变形情况下给出的。实际上,在隔振系统中减振器是在承载作用下,此时已有一定的初始变形。钢丝绳减振器具有强非线性,相对于不同初始变形的迟滞曲线中的参数是不同的。为此,基于钢丝绳减振器额定荷载下的实验迟滞曲线,考虑高阶刚度和可能出现的多种阻尼成分,通过参数识别给出钢丝绳减振器额定荷载下的准静态非对称迟滞模型。结果表明：理论回线与试验回线吻合,该模型能很好地反映钢丝绳减振器的准静态非线性刚度和阻尼特性。     

单辊驱动轧机水平非线性参激振动机理研究

在考虑轧辊和轧件间摩擦力和水平方向非线性刚度和阻尼的基础上,建立了单辊驱动轧机水平非线性参激振动模型,用多尺度法求解了振动系统在主参数共振情况下的一阶近似解,给出了振动系统的频率响应方程,用数值方法研究了定常解的稳定性,并用分岔图、Poincare映射和Lyapunov指数方法分析了刚度波动对轧机水平非线性参激共振的影响。     

救护直升机机载急救单元减振优化设计

针对某型救护直升机振动特点,采用金属干摩擦阻尼可调式隔振器对机载综合急救单元进行隔振优化设计,在隔振器干摩擦阻尼调节范围内,测试多组隔振器摩擦力曲线,应用谐波叠加法模拟直升机客舱底板激励,并通过仿真优化计算确定最佳摩擦力曲线,进而确定隔振器阻尼最佳工作状态。优化结果表明机载综合急救单元采用该型隔振器,能使加速度均方根响应降低78.75 %,说明该隔振器具有良好的隔振减振性能,适用于直升机机载振动环境。     

橡胶隔振器动态特性的本构研究

以FS-2-80橡胶隔振器为研究对象,进行了动态特性的试验研究和本构研究。试验研究得到了隔振器力-位移迟滞曲线。采用M-RT本构模型对隔振器进行了本构行为研究,考虑了频率、动态位移幅值的影响,通过与实验结果的比较分析,表明该模型能较好地描述该隔振器的动态本构行为。基于M-RT模型,分析得到了动刚度、动态阻尼与幅值、频率之间的关系,说明隔振器在低幅值下动态特性具有非线性。     

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。     

设置多功能摩擦摆系统的单层球面网壳结构地震响应分析

提出了一种新型多功能摩擦摆支座(MFPB),考察了其在周边支承单层球面网壳结构中减震控制性能。上诉隔震装置由摩擦摆支座、形状记忆合金(SMA)拉索和套筒式限位器组成;为了研究MFPB的隔震耗能机理,建立了此隔震支座的理论模型,进而,对MFPB的滞回行为进行了数值模拟,并分析了其性能特征;将MFPB隔震系统引入单层球面网壳结构中,基于ABAQUS软件建立了受控结构的分析模型;对结构进行了非线性时程分析,利用结构的动力响应指标,评估了受控和无控网壳的抗震性能。研究结果表明,所研发的新型隔震系统可有效降低结构的多维地震响应,且具备抵抗强震灾变的潜力,故有助于提升高位隔震空间网壳结构的总体抗震性能。     

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。