FREE VIBRATION OF TAUT CABLE WITH DAMPER AND PARALLEL SPRING

分析了拉索-并联弹簧-阻尼器系统的自由振动特性,由系统的运动方程及边界条件 得到其复特征值方程。进一步研究了系统的极限解,由此讨论了拉索-并联弹簧-阻尼器系统的模态变化分区现象。以拉索-并联弹簧-阻尼器系统的二阶模态解为例,给出了模态频率和阻尼比的变化分布区间及其对应振型的变化情况。讨论了系统分区中存在的模态交叉现象;同时也讨论了斜拉索垂度对于一阶振动模态变化规律的影响。研究表明拉索-并联弹簧-阻尼器系统的振动模态演化因并联弹簧-阻尼器的位置不同而存在的明确的分区现象;安装并联弹簧和阻尼器后拉索的模态阻尼比和模态频率均可明显提高。     

Nonlinear multimodal model for TLD of irregular tank geometry and small fluid depth

Tuned liquid dampers (TLDs) utilize sloshing fluid to absorb and dissipate structural vibrational energy. TLDs of irregular or complex tank geometry may be required in practice to avoid tank interference with fixed structural or mechanical components. The literature offers few analytical models to predict the response of this type of TLD, particularly when the fluid depth is small. In this paper, a multimodal model is developed utilizing a Boussinesq-type modal theory which is valid for small TLD fluid depths. The Bateman–Luke variational principle is employed to develop a system of coupled nonlinear ordinary differential equations which describe the fluid response when the tank is subjected to base excitation. Energy dissipation is incorporated into the model from the inclusion of damping screens. The fluid model is used to describe the response of a 2D structure–TLD system when the structure is subjected to external loading and the TLD tank geometry is irregular.Shake table experiments are conducted on a rectangular and chamfered tank subjected to unidirectional base excitation. Comparisons of the experimental and predicted sloshing forces and energy dissipation per cycle indicate that the model is able to predict the fluid response at fluid depth ratios greater than h/L=0.10. Next, structure–TLD system tests are conducted and it is found that the model can predict the structural and TLD responses. The simulated and experimental results show that the TLD tank transfers energy between orthogonal structural sway modes.     

面向铁路车辆的MR减振器相关技术研究动态

分析了铁路车辆悬架系统工程应用中存在的问题,研究了在复杂工作环境下磁流变(MR)减振器的剪切稀化、泄漏、时滞、温衰等动态特性,综述了国内外该领域的研究现状,并提出解决这些问题的基本思路和方法,以期为铁路车辆MR减振器工程化应用提供参考.     

并联式承载减振一体的整星隔振研究

整星隔振是一种改善卫星振动环境的有效措施,传统整星隔振方案主要通过在卫星与火箭之间插入柔性、高阻尼结构.该方案因串联柔性元件,在实现减振的同时,也导致卫星分支(卫星、卫星支架、过渡支架)及整个运载火箭的模态频率大幅降低和卫星振动位移的显著增大.前者严重影响运载火箭飞行特别是末级飞行的稳定性;后者则会大幅减小卫星与整流罩的动态间隙,严重时可能导致卫星与整流罩碰撞.为了解决串联式整星隔振存在的问题,本文提出了一种在原主承力(过渡支架)结构中并联阻尼元件的整星隔振方案,该方案不改变卫星分支结构形式、连接关系,不影响卫星分支主承力结构的强度和刚度.根据柔性航天器的特点,建立了多自由度系统动力学模型,通过仿真分析研究了不同阻尼特性对系统共振频率附近传递特性的影响,得到了增大阻尼可有效改善系统各阶共振频率附近的振动传递特性.根据某运载火箭的外激励特点、过渡支架结构形式、卫星减振需求,设计的一种黏性阻尼器及其安装支架,通过在过渡支架均匀分布8个减振单元,构建了并联式承载减振一体的整星隔振方案,有限元分析和试验结果表明,该方案与无减振状态相比,卫星分支频率变化小于±5％,共振频率处传递特性改善30％~40％.      

基于遗传算法的位移型与速度型阻尼器位置优化比较研究

提出了一种基于遗传算法的阻尼器位置优化的新型优化数学模型,考虑地震作用下不同的结构控制指标,首先假定优化模型的五种加权系数组合,在阻尼器数量一定的前提下,对不同形式的结构在四类场地条件地震动作用下分别进行位移型和速度型阻尼器位置优化。然后引入两个性能评价指标,对五种系数组合情况时两种类型阻尼器布置下的结构反应进行分析研究,使阻尼器布置方案能体现综合控制效果上的最优,得到不同情况下加权系数的最佳取值组合。通过数值分析,比较了不同类型阻尼器的位置优化特点,为工程实际应用中不同类型阻尼器的位置优化目标函数选取提供了有益的参考。     

基于Abaqus的剪切型阻尼器单元开发与应用

基于Abaqus软件平台,利用FORTRAN语言二次开发了一种剪切型金属阻尼器用户子单元(UEL)。通过与Abaqus软件库中用于近似模拟阻尼器的单元进行比较,验证了该用户子单元的正确性,为Abaqus软件二次开发提供了参考。与软件库自带的单元相比,该用户子单元参数输入简单,无需试算,动力分析下的滞回性能更明显。同时,本文对软件中的不同单元进行了探讨,为剪切型金属阻尼器的模拟提供了新的思路。     

微振激励下黏弹性阻尼器微观链结构力学模型

减小微振动对高精密仪器至关重要,利用黏弹性阻尼器进行微振动抑制是一个新兴而又具有挑战性的课题.本文采用分子链网络模型方法分析了黏弹性材料的微观分子链结构,综合考虑材料分子链结构中的网络链和自由链对黏弹性材料力学性能的影响,提出一种基于材料微观分子链结构的微振激励下黏弹性阻尼器力学模型.模型分别采用标准线性固体模型和Maxwell模型来描述网络链和自由链中单个链的力学性能,并分别采用8链网络模型和3链网络模型考虑两种类型分子链的综合效应,引入温频等效原理描述温度对微振激励下黏弹性阻尼器力学性能的影响.该模型能够描述温度和频率对黏弹性阻尼器动态力学性能的影响,并能够反映黏弹性材料的微观结构与材料力学性能的关系.为验证所提模型的有效性及考察黏弹性阻尼器在微振激励下的耗能能力和动态力学性能,在微振条件下对黏弹性阻尼器进行了动态力学性能试验.研究结果表明黏弹性阻尼器具有较好的微振耗能能力,其动态力学性能受温度和频率影响较大,所提的力学模型能够精确地描述微振激励下黏弹性阻尼器动态力学性能随温度和频率的变化关系.      

阻尼耗能减振框架结构地震作用振动方程求解及地震反应分析Calculation of vibration equation and analysis of seismic response for damping energy dissipation frame structure

研究了设置耗能阻尼器框架的地震作用振动方程求解及该结构的地震反应。框架结构设置耗能阻尼器后,振动方程的阻尼矩阵不再对振型具有正交性,本文对该振动方程给出了状态方程直接积分法,并与传统强制解耦法进行了比较分析,结果表明强制解耦法对结构第一阶振动反应求解偏差较小,而对于高阶振动反应差别较大,并且强制解耦法高估了阻尼器的减震效果。继而采用状态方程直接积分法对设置有粘滞阻尼器的框架结构进行了地震反应分析,探讨了阻尼器位置对框架结构地震反应的影响,结果表明设置有阻尼器的楼层减振效果明显,未设置阻尼器的楼层减振效果差别较大,甚至有可能出现楼层层间侧移增大的现象,由此提出耗能阻尼器应在结构中合理设置。     

摩擦板式电流变阻尼器在抑制转子突加不平衡响应中的应用

设计了用于转子振动控制的摩擦板式电流变阻尼器,建立了电流变阻尼器－转子系统的分析模型,根据文献「７」中建立的突加不平衡模型,理论分析了电流变阻尼器抑制转子系统突加不平衡响应,计算分析结果发现：随着外加电压的升高,电流变阻尼器能有效地抑制突加不平衡响应。     

动力吸振器中库仑阻尼对吸振性能的影响

研究了动力吸振器中库仑阻尼(干摩擦)对吸振性能的影响。给出了库仑摩擦模型,在考虑了吸振器中的库仑阻尼的情况下,分析了库仑阻尼引起的主振动系统与附加质量块的2种相对运动状态(滑移和粘滞)以及它们存在和转换的条件,讨论了因库仑阻尼引起的吸振器自由度冻结现象;用Simulink仿真工具对非线性吸振器进行了数值仿真,研究了谐波和白噪声激励下库仑阻尼对吸振器吸振性能的影响以及库仑阻尼与线性阻尼的等效问题。结果显示:弱激励条件下,非线性吸振器减弱吸振效果,强激励条件下增强吸振效果。