线性多自由度系统中动力吸振器优化参数的数值拟合

本文将P．J.Den．Hartog提出的“定点等值法”推广运用于有限长多自由度系统中的动力吸振器设计，利用小步长搜索法确定了动力吸振器的优化结构参数。同时，为工程应用方便起见，对动力吸振器的一些最优参数进行了曲线拟合，并给出了相应的经验公式。     

中间支撑梁式动力吸振器的设计与实验研究

通过在中间支撑梁端部布置质量块设计多自由度动力吸振器，首先分析所设计的动力吸振器的理论模型。然后通过优化算法推导得到多自由度动力吸振器的最优频率比、最优阻尼比。最后以单自由度、2自由度和四自由度动力吸振器为例，通过实验验证所设计的多自由度动力吸振器。理论分析与实验结果表明：对于相同质量的吸振器，四自由度动力吸振器的振动控制效果明显优于单自由度及2自由度动力吸振器，并且其可控制频带更宽。     

用于含阻尼薄板结构减振的分布式动力吸振器的优化方法研究

动力吸振器用于结构减振时,其参数需要经过优化调谐才能获得最优的减振效果;目前,针对用于连续体结构减振的分布式(或多个)动力吸振器还没有很便捷的优化方法。研究了用于抑制含阻尼薄板结构基础模态振动的分布式动力吸振器的参数优化方法;利用模态叠加法建立了薄板与分布式动力吸振器的动力学方程,根据动力吸振器的振动特性推导得到了薄板基础模态与吸振器的简化二自由度运动方程,结合含阻尼的线性系统中动力吸振器最优调谐参数的求解方法,最终得到了分布式动力吸振器的解析优化公式。通过数值计算验证了优化公式的有效性;数值计算分析还表明优化公式对分布式动力吸振器抑制薄板结构的低频综合振动有很好的优化效果。     

时滞动力吸振器及其对主系统振动的影响

采用直接法研究了含有时滞动力吸振器的两自由度结构的动力学行为，重点分析了该结构主振动系统的振动及其稳定性。对时滞动力吸振器和系统进行了稳定性分析，分别得到了时滞动力吸振器和系统在某一特定反馈增益系数下的时滞的稳定与不稳定区域。结果表明，直接法计算简单，得到的结果与稳定性切换方法得到的结果相一致。通过对时滞动力吸振器及其主系统振动的稳定性分析，发现在某些时滞区域范围内，在保证系统稳定的前提下，时滞动力吸振器可以部分消除主系统的振动，数值模拟也证实了解析结果的正确性。     

阻尼动力吸振器减振问题的进一步研究

有阻尼单自由度主系统、多自由度主系统可通过安装单个或多个吸振器来抑制其振动，为使系统指定点处的最大响应在某一频带内处于某一预先指定的范围，本文提出了决定吸振器质量比、固有频率和阻尼比等参数的优化设计方法。     

悬臂梁式动力吸振器多频减振研究

将悬臂梁作为动力吸振器附加在振动主结构上来达到振动抑制的目的,数值计算分析表明悬臂梁式动力吸振器具有多频减振特性。按照模态理论建立基于悬臂梁的具有集中参数的等效复式动力吸振器模型,悬臂梁的每一阶模态作为一个自由度的弹簧质量系统,把悬臂梁每阶模态的有效模态质量和等效模态刚度作为每一自由度弹簧质量系统的集中质量和刚度。用悬臂梁式动力吸振器的附加动刚度验证等效复式动力吸振器模型的正确性。将悬臂梁式动力吸振器附加在主梁末端,调谐悬臂梁式动力吸振器的前4阶模态达到对主悬臂梁的多频减振效果,证实了悬臂梁式动力吸振器多频减振特性。     

基于正交多项式法的动力吸振器安装点的等效质量识别

在动力吸振器的设计过程中,为方便匹配和寻找动力吸振器的最优参数,需要识别主系统在安装点的等效质量来将其简化为单自由度系统。针对传统质量感应法操作复杂、识别精度低的缺点,采用正交多项式法来识别主系统的等效质量,通过仿真与实验相结合验证对比正交多项式法和质量感应法的识别结果。结果表明正交多项式法相对于质量感应法识别精度高,实验结果和仿真结果较好的吻合,且通过实验验证利用正交多项式法匹配的动力吸振器有较优的吸振效果,基本符合不动点理论的最优条件。     

船舶推进轴系纵振动力吸振器设计及参数影响规律研究

摘要：本文提出一种并联安装在船舶轴系上的纵振动力吸振器的设计方法,其中船舶轴系与动力吸振器构成主从系统,实现振动能量在主系统上发生转移,实现抑制主系统共振的目的。首先对船舶轴系的纵向振动进行固有频率和模态分析,其次采用模态截取和模态综合法建立了考虑船舶轴系作为弹性连续体情况下的轴系-动力吸振器混合动力学系统模型,最后给出从螺旋桨激励力传递到推力轴承基座端的动力放大系数解析式,并对动力吸振器的设计参数影响规律进行研究,为减小船舶轴系纵向振动的动力吸振器设计提供了理论依据。     

钢轨动力吸振器减振降噪特性分析

采用钢轨动力吸振器是降低轮轨振动噪声的有效措施之一,基于有限元和边界元法建立钢轨动力吸振器振动噪声计算模型,分析单自由度钢轨动力吸振器系统和多重钢轨动力吸振器系统的减振降噪性能差异,调查在不同车轮钢轨表面粗糙度、不同列车运行速度工况下钢轨动力吸振器结构降噪特性。计算结果表明:多重钢轨动力吸振器结构较单自由度钢轨动力吸振器结构有更为优良的减振和降噪性能。随着列车运行速度增加,轮轨总辐射噪声增加,同时钢轨动力吸振器结构的降噪效果也有一定提升,而对于不同轮轨表面粗糙度,钢轨动力吸振器降噪量效果不会有较大的波动。     

变截面梁式动力吸振器的宽带吸振机理

通过对变截面梁-板耦合结构的功率流研究，提出用变截面梁吸收弹性体的振动，论证了变截面梁式动力吸振器的宽带吸振性能，分析了梁的结构参数、梁在板上的连接位置等对吸振效果的影响，为设计适合于弹性主振系的新型梁式宽带动力吸振器奠定了基础。仿真结果表明：梁式动力吸振器吸振频带宽、吸振效果好，加之其结构简单．安装方便，有一定的工程应用前景。     

新型欧拉屈曲梁非线性动力吸振器的实现及抑振特性研究

将欧拉屈曲梁和线性弹簧并联使用,构建非线性动力吸振器。建立了安装欧拉屈曲梁非线性动力吸振器的系统动力学模型。利用谐波平衡法推导了主从振系的频响方程组。利用四阶龙格-库塔法对比计算了在瞬态激励和多频稳态激励条件下,未安装吸振器、安装线性和非线性吸振器时主振系在时间域和频率域的响应特性。在此基础上,开展欧拉屈曲梁的初始挠度、初始倾角和阻尼系数对其振动抑制性能的影响分析。结果表明:所提欧拉屈曲梁设计参数成功构建了非线性动力吸振器;与安装线性吸振器前后的主振系响应相比,对主振系的抑振效果明显;欧拉屈曲梁初始挠度和阻尼系数存在最优值;初始倾角增大可增强非线性动力吸振器的振动抑制能力。     

利用动力吸振器进行随机响应控制的研究

对实际结构作减振设计是，经常遇到结构激励源未知的情况。本文研究利用的动力特性和实测的随机响应数据，设计动力吸振器的问题。利用频响函综合技术，导出了结构安装动力吸振器胶后的响应之间的关系，运用优化方法，确定动力吸振器的最优设计参数。     

动力吸振器在浮置板轨道低频振动控制中的应用

研究了动力吸振器对轮轨动力作用下浮置板轨道低频振动的控制特性。首先基于动力吸振器定点理论以及多自由度系统等价质量识别法,并通过对浮置板轨道进行模态分析,确定了浮置板附加动力吸振器的最优刚度、最优阻尼和最优附加位置;然后对浮置板轨道进行简谐响应分析,探讨了控制浮置板各阶模态振动的动力吸振器在不同质量比下的吸振特性;最后基于车辆-轨道耦合动力学模型,研究了列车动荷载作用下动力吸振器对浮置板轨道低频振动的控制特性。结果表明:动力吸振器能够有效地吸收浮置板轨道的固有频率附近的低频振动能量;动力吸振器的质量比越大,其吸振效果越明显;合理的吸振器设置能够有效地控制列车动荷载下浮置板低频振动及对应频段钢弹簧支反力向下部基础的传递。     

一种特殊动力吸振器阻抑结构声传递特性分析

结构声传递控制一直是舰船结构声学设计需要解决的关键问题。动力吸振器是一种重要的波阻技术,具有很好的频段选择性,在舰船的应用日益广泛。针对动力吸振器阻抑板的结构声传递问题,提出了精细的波分析模型和波动力响应矩阵法。将结构离散为多个波导单元和波阻单元,建立附加动力吸振器的结构连接的广义波动力响应平衡方程,推导出波导单元的波动力响应特征矩阵及动力吸振器的附加波动响应特征矩阵,并代入平衡方程求解得到波导单元的振动幅值,从而求得传递效率与损失。数值研究表明动力吸振器在特定频段具有很好的波阻效果,并探讨了动力吸振器设计参数对其波阻特性的影响。研究为动力吸振器的声学设计提供了新的分析方法,在舰船减振降噪中具有重要的理论意义与工程应用价值。     

动力吸振器优化设计的功率流控制策略

针对附加动力吸振器的振动系统,利用结构导纳理论,引入附加动力吸振器后振动系统的等价结构导纳和修正导纳矩阵,推导了系统的功率流,揭示了系统功率流的传递特性和动力吸振器的控制机理,并提出了以功率流为控制量进行动力吸振器优化设计的方法。     

中空轴系多模态纵向减振研究

采用阻尼动力吸振器对中空轴系纵向多阶模态进行振动控制,结合子结构综合法和传递矩阵法,建立了多个阻尼动力吸振器-轴系耦合系统的动力学模型,并进行了动力学特性分析。考虑到各阶阻尼动力吸振器间的相互影响,以极小化目标频段范围内轴系位移响应的均方值为目标函数,对各阶阻尼动力吸振器的参数进行了联合优化;针对轴系中空特点,设计了阻尼动力吸振器的具体结构形式,利用有限元仿真对理论计算进行了验证。研究表明:轴系多模态控制时,在多阶阻尼动力吸振器作用下,目标频段范围内的轴系纵向共振峰得到抑制,频响曲线趋于平缓;对多阶吸振器进行联合优化后,吸振器的吸振效果得到进一步提升;提出的多阶吸振器设计方法能为连续系统多模态振动控制提供参考。     

吸振器在浮筏隔振系统中的应用

针对工程中广泛应用的浮筏隔振装置,建立柔性基础复杂激励作用下多维耦合浮筏隔振系统的动力学模型。由于浮筏隔振系统在低频范围内减振效果欠佳,为改善浮筏隔振系统的隔振性能,把吸振器引入到浮筏系统。利用子结构导纳综合法分别建立带有动力吸振器、自调谐吸振器和主动式自调谐吸振器的浮筏隔振系统动力学模型。以功率流为指标,研究单频激励下吸振器对浮筏系统功率流传递特性的影响。最后分析多频激励下带有自调谐吸振器的浮筏隔振系统的功率流传递特性。以传递到基础的功率流为目标函数,分析主动式自调谐吸振器在多频激励下的减振效果。仿真结果表明,吸振器对浮筏具有良好的低频隔振效果,吸振器类型不同与安装方式不同对传递到基础的功率流有不同程度的抑制效果。     

螺旋曲梁宽带动力吸振器效果评价

采用实验的方法，对宽带波导动力吸振器的吸振效果用多种评价方法进行评价，并将几种方法作比较，进而通过测量安装动力吸振器的结构和安装与动力吸振器同样质量的质量块的结构振动情况对比，证明：螺旋曲梁宽带动力吸振器的吸振效果良好，附加质量对吸振的效果影响不大。     

基于动力吸振器的结构声传递抑制

研究了无限长梁上动力吸振器抑制弯曲振动波传递的机理,分别推导了一个和两个动力吸振器下无限长梁上透射系数的计算公式,讨论了动力吸振器质量、阻尼及个数对结构声传递抑制的影响.数值计算结果表明,动力吸振器的阻抑效果具有较强的频率选择性.其质量的增加对阻抑效果有利;阻尼增加虽降低了最佳的阻抑效果,但抑制的频带宽了,改善了阻抑效果的频率选择性;在总质量相同的条件下,多个动力吸振器的阻抑效果较单个的阻抑效果好.     

双自由度自调谐吸振器及其吸振特性

研制一种双自由度自调谐吸振器,可在竖直平动和横向摆动两个方向上调节自身的固有频率,实现两个方向的吸振。首先建立该吸振器的力学模型,对其移频特性进行分析,得到在两个方向上的移频特性曲线。其次建立多模态减振系统,对不同安装位置和不同激励频率条件下吸振器的吸振效果进行仿真研究,并与相同条件下的单自由度吸振器的吸振效果进行比较。结果表明,双自由度吸振器具有较大的移频范围,当安装在激励同侧时更有利于发挥其吸振效果,且其吸振效果优于单自由度吸振器。