钢和CFRP拉索的振型阻尼特性研究

应用非正交粘性阻尼理论和应变能比例阻尼理论,讨论了斜拉索振型阻尼比分布特征,通过与钢索实测值的对比,验证了粘性阻尼理论的适用性。在此基础上进一步比较了钢和CFRP拉索的振型阻尼比以及粘性减振器的阻尼效果。结果表明,由于初张力产生较大的势能,按应变能比例阻尼理论计算得到的拉索面外振型阻尼比不合理,且面内振型的阻尼比分布规律与实测值也不一致。根据实测结果推断得到的钢索粘性阻尼系数大约为10-4kN·s/m―10-3kN·s/m。拉索的垂度比对振型阻尼比影响显著,而倾角的影响不大。CFRP拉索的振型阻尼比大于钢索,且粘性阻尼器的附加阻尼效果较好。     

磁流变阻尼器阻尼特性试验与改进阻尼模型研究

对SG-MRD40和RD-1005-3两种型号磁流变阻尼器进行了阻尼特性试验。针对已有的非线性滞回双粘性模型不能准确模拟低频段的阻尼力,提出了一种新的改进的非线性滞回双粘性模型。改进后模型将原模型中单一的屈服后阻尼系数分解为 和 ,分别用来表征速度绝对值增大时对应的屈服后阻尼系数和速度绝对值减小时屈服后阻尼系数,并引入相应的屈服力 ,分段描述磁流变阻尼器屈服后的受力行为。对两种磁流变阻尼器进行的试验建模表明,改进后的模型明显优于改进前的模型,可以较好地表征磁流变阻尼器在屈服后的受力行为,具有更大的适用范围。     

金属橡胶弹性阻尼元件各向异性特性的实验研究

研究了金属橡胶构件在不同方向的载荷作用下表现出来的各向异性，提出了用于分析金属橡胶材料内部结构的物理假设，并根据假设确定了各向异性研究的主要参数，然后通过实验研究进行了验证。实验结果表明，如果改变金属橡胶元件的相对高度，增加径向尺寸可以在很大范围内改变金属橡胶隔振器的径向刚度；要使金属橡胶隔振器的力学特性更近于线性，应让隔振器在径向范围内工作；如果隔振系统中含有多个承受压载荷的金属橡胶隔振器，则可以使其工作在与成型压力方向相垂直的方向。当相同结构和尺寸的钢元件和金属橡胶元件在承受剪切载荷作用时，这两种材料表现出了相同的刚度变化趋势。     

含转动干扰粘性阻尼墙的阻尼特性试验研究

通过粘性阻尼墙的非线性动力学试验建立阻尼参数力学模型，研究阻尼参数在具有旋转运动剪切模式的非线性特性及随振动幅值和振动频率的变化规律，给出了适合工程应用参考经验拟合公式，研究显示粘性阻尼墙在剪切模式下可提供高层建筑较大的阻尼特性，旋转运动对阻尼常数有较大的影响，研究结果可以为工程应用提供参考。可为高层建筑抵制地震和风振提供有效的动力学设计手段。     

新型高阻尼黏弹性阻尼器性能试验研究

设计制作3个高阻尼黏弹性阻尼器,对其进行变形相关性和频率相关性的性能试验、疲劳性能试验及老化性能试验,以最大剪应力、存储剪切模量和等效黏滞阻尼比为指标研究阻尼器的性能规律,采用通用Bouc-Wen计算模型模拟其滞回曲线,并对比模拟结果和试验结果。研究结果表明:该阻尼器滞回曲线饱满、力学性能稳定,具有较强的耗能性能和大变形能力,抗疲劳性能和抗老化性能良好。变形对该新型高阻尼黏弹性阻尼器力学性能指标的影响明显,加载频率对其影响较小。Bouc-Wen模型的模拟结果与试验结果吻合良好。     

桥梁拉索用CFRP线材阻尼特性试验研究和理论分析

为获得用于桥梁的CFRP拉索的阻尼特性,用自由衰减振动试验方法测试了CFRP线材(CFRP丝)和高强度钢丝的阻尼值,根据应变能比例阻尼理论分析了其弯曲变形的能量损失系数。通过不同振动频率条件下的测试结果比较了CFRP丝和钢丝的阻尼特性及其与振幅之间的相关性。结果表明,两种材料的振动阻尼均随应变幅值的增加而单调增加,但两者的变化趋势有差异。在同一应变幅值条件下,CFRP丝的实测阻尼值比高强钢丝的小。高强钢丝的能量损失系数与振幅无关,验证了能量损失理论对高强钢丝材料的阻尼计算的适用性。但CFRP丝的能量损失系数实测结果较离散,且与振幅有一定相关性,在特定振幅范围内可采用能量损失理论计算CFRP丝的阻尼。     

黏弹性复合材料阻尼板的振动特性

为深入探索黏弹性复合材料阻尼板的振动特性,基于复合材料力学理论、一阶剪切变形理论、分段位移模型以及哈密尔顿原理,推导了黏弹性复合材料阻尼板结构复数形式的振动微分方程.采用纳维法得到满足位移边界条件的理论解,通过有限元建模仿真对理论解进行验证.基于验证过的理论模型,进一步从理论上探索了黏弹性复合材料阻尼板振动特性随结构参...     

形状记忆合金超弹性阻尼特性及工程应用

从工程中一种常见机器隔振模型出发,推导出了系统传递功率流表达式.计算模拟形状记忆合金的超弹性循环曲线并计算了TiNi形状记忆合金丝加卸载循环时的超弹性等效阻尼,并据此将合金丝作为一种等效阻尼材料应用到隔振模型中.通过计算机仿真,得出在此模型中使用记忆合金丝作为阻尼材料时不同的环境温度和系统振幅对模型隔振效果的影响.     

软内壁颗粒阻尼器阻尼特性试验研究

在垂直简谐激励条件下,利用稳态能量流法对颗粒阻尼器的阻尼特性进行了试验研究.试验结果表明:对于由3 mm大颗粒组成的浅床颗粒阻尼器,其损耗功率随激振加速度的增加而单调递增,而由0.8 mm小颗粒组成的厚床颗粒阻尼器,其损耗功率随激振加速度的增加先递增而后突然递减而后再递增;在阻尼器容器内壁粘贴一层橡胶材料后,阻尼器具有...     

电磁场下颗粒阻尼动态特性试验研究

利用稳态能量流法对直流电磁场作用下颗粒阻尼器的阻尼特性进行了试验研究。试验结果表明:在一定振动情况下,通过施加直流电磁场的方法,可以改变颗粒阻尼器阻尼性能;在较低振动加速度幅值(32.5 m/s~2)下,颗粒体产生的损耗功率和损耗因子随电流强度的增强而减小;当振动加速度增大到32.5 m/s~2后,损耗功率和损耗因子会随电流强度的增强而增大。阻尼颗粒的有效质量随激励幅值的增加呈先平缓再降低的趋势,且电流强度的变化对有效质量影响较小。     

汽车液压减振器机械阻尼特性试验研究

针对汽车悬架用液压减振器的机械阻尼特性进行了详细的试验研究。研究中对某轿车用双筒液压减振器在正弦位移和随机位移两种加载方式下,在不同的工作温度情况下的阻尼力进行了测试,考察了加载方式、工作温度对减振器阻尼特性的影响,并在此基础上针对液压减振器的阻尼特性评价、非线性特征和动态特性进行了讨论。研究结果对于进行液压减振器的机械动力学和热动力学耦合特性仿真的理论分析,以及建立时变的,非线性的阻尼力仿真分析模型积累了丰富的数据,提供了重要的建模依据。     

波纹钢腹板组合箱梁应力相关阻尼特性研究

基于应力相关材料阻尼理论,选择波纹钢腹板组合箱梁这一新型钢、混组合桥梁结构,通过波纹钢板和钢筋混凝土的单位体积损耗因子,由能量法推导求得波纹钢腹板组合箱梁的损耗因子公式。结合有限元计算的各个单元的应力得到损耗因子,根据一个振动周期能量耗散相等原理,求得等效阻尼比,并将其与实测结果进行比较。分析结果表明：波纹钢腹板组合箱梁桥材料阻尼值不是一个固定值,它是随着应力水平的提高而增大。在自由振动和车辆荷载激励状态下,波纹钢腹板组合箱梁的等效阻尼比建议取为0.3%。提出的损耗因子公式和等效阻尼比的计算可为波纹钢腹板组合箱梁桥动力分析中阻尼的取值提供参考。     

金属橡胶的刚度特性和阻尼试验研究

基于金属橡胶内部微元螺旋卷结构,并以弹簧理论建立其力学模型,分析了在螺旋卷之间不同接触("未接触、滑动、压缩")形式下的刚度公式并解释载荷作用下刚度曲线不同阶段的特性。基于金属橡胶的非线性对阻尼进行计算,通过试验研究金属橡胶构件的密度、厚度对静态刚度曲线不同阶段的影响,及在不同振幅、频率下比阻尼随密度和厚度的变化规律,为金属橡胶的设计及工程应用有重要的指导意义。     

汽车座椅聚合物泡沫座垫非线性弹性-阻尼特性建模研究

该文探讨了汽车座椅聚合物泡沫座垫的非线性弹性-阻尼特性的一种建模方法及过程。首先进行了泡沫座垫的动态力学特性实验测试,根据座垫的非线性动态特性特征选择了模型的表达式,再通过大量实验数据对其进行了参数辨识,建立了座垫的一种非线性弹性-阻尼特性数学模型,表达了座垫的动态载荷与变形位移、速度的关系。另一方面,进行了实际人体在座垫上的正常坐姿体压分布测试,参考体压分布状态进行了座垫的离散化,建立了泡沫座垫的垂向非线性弹性-阻尼特性的离散化模型,可更好地模拟座椅-乘员系统的人体角振动响应特性。最后进行了所建立的聚合物泡沫座垫动态特性模型在座椅-乘员系统多体动力学响应模拟分析中的应用验证。     

空气阻尼对网孔式弹性垫板动力学特性的影响研究

轨道交通列车走行基础采用了大量弹性垫板用于降低振动的影响。为了提高弹性垫板的阻尼,消耗更多的振动能量,提出一种空气阻尼网孔式弹性垫板。该垫板利用不同材料的弹性差异,在其弹性单元的空腔中形成主气室和附气室,两气室之间用节流孔联通。在列车动荷载作用下,两气室中的气体在节流孔中往复流动产生阻尼作用。研究表明,节流孔孔径和气室体积比是影响弹性垫板动力学性能的关键参数,减小节流孔孔径和气室体积比可以降低弹性垫板的刚度并增大其阻尼。空气阻尼网孔式弹性垫板的刚度和阻尼可以通过改变节流孔孔径和气室体积比灵活调整,其性能优于普通网孔式弹性垫板和填充高阻尼材料的网孔式弹性垫板。该垫板采用空气阻尼替代网孔中填充的阻尼材料,可以节省大量的生产成本。     

形状记忆合金超弹性分段线性模型及其阻尼特性

建立简单有效的本构关系模型是形状记忆合金（SMA）工程应用和理论分析的一个必要条件。考虑相变过程中马氏体含量的影响,对SMA非线性本构关系进行简化,建立了SMA超弹性应力应变关系的分段线性模型。以此为基础,给出了损耗因子等特性参数计算表达式,并探讨了特性参数随应变幅值、温度等变化的规律,最后应用于一种常见的振动模型,考察了影响其隔振性能的因素。结果表明：应变幅值是影响SMA耗能能力的主要因素;并联弹簧的刚度会对SMA的作用效果产生影响。     

铝合金板式节点网壳阻尼特性试验研究

为研究铝合金板式节点网壳结构阻尼特性,填补现行设计规范对铝合金结构阻尼比取值的空白,对一铝合金板式节点网壳的阻尼比进行了实测。采用锤击法对结构施加动力激励,由拾振器记录结构各点的加速度响应。通过FFT变换得出节点加速度响应频谱,采用半功率带宽法估算结构阻尼比。通过改变锤击力度、拾振器位置、敲击点位置,设计了57种工况,并测出一系列阻尼值;对所得数据进行统计分析,得出铝合金板式节点网壳阻尼比平均值,并建议此类结构阻尼比取为3.3%。运用该阻尼参数建立有限元模型,分析结构动力响应,结果表明:节点加速度响应实测曲线与有限元模型计算得到的响应曲线的峰值、周期和振动衰减规律均吻合较好,证明所测得阻尼值可为铝合金板式节点网壳的动力分析与工程设计提供依据。     

单边接触悬臂梁振动特性研究

本文采用实验分析的方法,研究单边接触悬臂梁振动系统在阶跃激励与敲击激励下系统的振动特性。利用Matlab软件对采集到的实验数据进行时频分析,发现单边接触约束条件并不改变梁的固有频率,但是在固有频率附近出现高阶谐振频率聚集的现象。     

主动约束层阻尼悬臂梁的有限元分析及实验研究

针对具体实物模型 ,采用微振子模型描述粘弹性材料的剪切模量随频率变化的特性 ,采用有限元方法进行分析 ,提出了一种全新的降阶方法 ,使得最后的降阶模型不仅维数远小于初始有限元模型 ,而且可观、可控 ,能直接用于控制器设计。采用模态实验验证有限元模型 ,在此基础上 ,设计出合适的控制器 ,进行实时控制实验研究 ,结果表明 ,控制效果明显