高冲击力减振系统的试验研究

本文采用了新型的鼓形钢丝绳减振器，对其力学特性进行了研究，在此基础上，对大型系统在高强环境冲击载荷作用下的减振问题进行了试验研究。试验结果表明本文所研究的冲击减振系统在垂向20－30g、或侧向10－15g的加速度过载的环境激励作用下，能有效的将结构响应的过载衰减到1g以下，并且该减振系统结构简单，具有多向减振性能。     

复合材料非均匀圆柱正交异性圆板弯曲

本文研究了圆柱正交异性复合材料圆板的弯曲,求得了折算刚度按半径线性变化的非均匀圆柱正交异性圆板在均布载荷作用下的通解;同时给出了周边固定和简支、以及具有线性过渡区(核)的圆板的精确解和算例,结果表明,当核径比λ=δ/R小于10％时,非均匀性对最大挠度的影响不超过0.289％。     

圆柱绕流的电磁控制

流体绕过非流线物体时，在物体尾部形成涡街，使其表面周期性变化的阻力和升力增加，从而导致物体振荡，产生噪音。本文通过实验和计算，研究圆柱绕流的电磁控制，阐述浸于弱电介质溶液中，表面包覆电磁激活板的圆柱，在电磁力作用下的流体控制原理，讨论电磁力的消涡、减阻和减振过程。     

捷联惯导系统减振设计

机抖激光陀螺的捷联惯性导航系统结构设计的关键在于惯性测量单元（IMU）的减振设计。文章描述了一种IMU减振系统设计的方法,并在实际应用当中获得良好的效果。IMU减振系统的设计方法主要分为三大内容。首先是对减振系统中减振器的布局方案进行仿真分析,建立减振系统的六自由度振动响应模型,研究减振器布局方案的频谱特性,比较得到减振效果较优的减振器方案。然后针对获得的减振器布局方案,设计IMU结构框架和各向同性的减振器,并采用有限元的方法,对IMU的减振系统进行模态分析,获得IMU减振系统的前20阶模态频率和振型,用有限元仿真分析的方法来验证减振设计。目前这种IMU减振系统的设计方法已应用到某新型捷联惯导系统当中,减少了系统陀螺精度的降低。     

置于液面上的刚塑性圆板大挠度动力响应分析

分析了置于无旋不可压理想流体流面上的简支刚塑性圆板受矩形脉冲载荷作用的大挠度动力响应，借助Ｈａｎｋｅｌ变换，将液－固耦合作用为在空气中的圆板塑性动力响应问题，进而求解弯矩和膜力联合作用的大挠度运动方程，得到了中载及高载下各相运动的完全解，并提供了数值算例。     

弹性地基上圆板在轴对称载荷作用下的迭代解

提出了弹性地基上圆板承受轴对称载荷作用弯曲问题的一种新的解法－迭代法。文中导出了迭代过程的一般公式，并给出了关于收敛性的一般说明。未方法简单可靠，能收敛于精确解，可直接计算弹性地基圆板在轴对称载荷作用下的弯曲问题。文后给出算例，只二次迭代即得到了满意的结果。     

多层波纹钢板式干摩擦减振器实验研究

多层波纹钢板式干摩擦减振器具有结构简单、加工工艺好、减振效果显著等特点 ,具有广阔的应用前景 ,与传统的减振材料及结构相比 ,波纹钢板减振器具有耐高低温、耐腐蚀、承载能力更大、寿命更长以及可靠性更高等优点。本文研究了多层波纹钢板式干摩擦减振器制备工艺方法、动静态实验方法以及动静态特性 ,并研究了影响波纹钢板隔振性能的主要影响因素。实验结果表明 ,多层波纹钢板式干摩擦减振器具有良好的迟滞阻尼性能 ,减振器的刚度和能耗系数都随变形量的变化而呈非线性变化 :减振器的性能决定于钢板厚度、波纹高度、相对自由间隙和钢板层数等参数。对于不同参数的减振器 ,频响曲线的共振频率范围变化不大。该种减振器可以在较宽的频率范围工作。研究结果为多层波纹钢板减振器的进一步应用研究奠定了基础     

受冲击弹性圆板动应力集中的数值计算

1 引言在纵向冲击载荷作用下,圆柱体及圆板内产生的应力波经传播及在其自由表面上的反射,将使其某些局部产生动应力集中,进而导致脆性破坏.Kolsky 曾通过冲击实验对此问题进行了较为系统的研究.笔者曾通过数值计算分析了Kolsky 的试验中圆柱内产生的各应力成分的变化情况及动应力集中现象.求得的动应力集中的发生位置同Kolsky的试验结果基本一致.本文采用同样的数值计算方法,以立体图形表示了受冲击弹性圆板中发生动应力集中的部位,并研究了不同的冲击载荷及其作用范围,圆板的尺寸及材料特性等因素对动应力集中的发生及其发生部位的影响.     

金属丝网——油液介质耦合减振器抗冲击动态力学特性研究

基于金属丝网－油液介质耦合减振器原理样机的抗冲击动态力学特性进行研究，样机的多参数匹配冲击试验研究表明该减振器具有强非线性动态特征，并能实现抗大冲击；在此基础上结合流体理论和库伦摩擦理论建立了原理样机非线性冲击动态特性模型，研究减振器抗冲击力学特性的设计可控性，该建模方法直接引入结构参数，为直接设计具体的器件建立了理论基础。     

双模量隔冲减振器在半正弦波冲击环境下响应的数值分析

将环境对双模量隔冲减振器的冲击分为两个阶段,在半正弦波冲击作用阶段采用双自由度模型进行响应计算,并以终了时刻的位移和速度作为自由振动阶段的初始条件,对自由振动阶段的单自由度模型进行响应计算。分析了某双模量隔冲减振系统在受半正弦波环境冲击下的响应特性,并与线性系统在受该冲击下的性质进行了比较。分析结果表明较易实现的双模量隔冲减振器具有较好的效果。     

高速铁路连续梁桥的共振响应与振动控制研究

以液体粘滞阻尼器为振动控制外部装置,主桥采用欧拉伯努利梁,通过中国和谐号动车组CRH380AL、日本新干线Shinkansen700和欧洲高速列车HSLMA8三种不同类型的高速列车对比,模拟分析了高速列车作用下桥梁结构共振响应的影响因素,以及粘滞阻尼器的阻尼系数与安装位置对桥梁结构振动响应的减振效果。研究结果表明,（1）合理有效地布置列车荷载轴距,可使桥梁结构发生基频共振的列车时速在运营时速之外,避免了桥梁结构发生较大振动峰值响应,即桥梁结构的基频共振;（2）随着粘滞阻尼器阻尼系数的增大,桥梁的加速度峰值在列车不同时速下均在减少,对桥梁振动有着不同程度的减振效果;（3）通过合理安置液体粘滞阻尼器,可有效降低高速列车作用下桥梁结构的共振响应;（4）随着粘滞阻尼器与主梁的连接点位置逐渐远离支座,粘滞阻尼器的减振效果逐渐明显;（5）随着粘滞阻尼器与桥台的连接点位置逐渐靠近支座,粘滞阻尼器的减振效果略有提升,但不明显。     

A novel scheme for nonlinear displacement-dependent dampers

In this paper, a novel scheme for nonlinear displacement-dependent (NDD) damper is introduced. The damper is attached to a simple mass-spring-damper vibration system. The vibration system equipped with a NDD damper is mathematically modeled and the nonlinear governing differential equation of the system is derived. To obtain the displacement of the system, the approximate analytical solution of the governing equation is elaborated using the multiple scales method. The advised approximate analytical algorithm is performed for several case studies and is also verified by the numerical fourth-order Runge?CKutta method. In addition, the performance of the NDD damper is analyzed and compared with the performance of the traditional linear damper. It is found that the proposed NDD damper scheme along with the multiple scales method is not only feasible for vibration reduction but also yields satisfactory response performance rather than the existing traditional linear damper.     

NEURAL NETWORK MODEL OF MAGNETORHEOLOGICAL DAMPER FOR VIBRATION ISOLATION PLATFORM OF WHOLE-SPACECRAFT

为改善星箭界面振动环境,设计六杆隔振平台,采用磁流变阻尼器作为半主动控制元件,替代原有锥壳过渡支架.对整星隔振平台用磁流变阻尼器进行性能测试,得到反映磁流变阻尼器阻尼特性的实验数据.建立具有两个隐含层的反向传播神经网络对阻尼器进行建模,用于预测磁流变阻尼器阻尼特性以及控制系统设计.提出一种串行算法优化网络结构、权值和阈值,保证网络具有较好的泛化能力和稳定性.仿真结果表明,与参数化模型相比,提出的神经网络模型具有较小的训练误差和较强的泛化能力,能够很好地预测阻尼器的阻尼特性.     

Suppression of multiple modal resonances of a cantilever beam by an impact damper

Impact dampers are usually used to suppress single mode resonance. The goal of this paper is to clarify the difference when the impact damper suppresses the resonances of different modes. A cantilever beam equipped with the impact damper is modeled. The elastic contact of the ball and the cantilever beam is described by using the Hertz contact model. The viscous damper between the ball and the cantilever beam is modeled to consume the vibrational energy of the cantilever beam. A piecewise ordinary differential-partial differential equation of the cantilever beam is established, including equations with and without the impact damper. The vibration responses of the cantilever beam with and without the impact damper are numerically calculated. The effects of the impact absorber parameters on the vibration reduction are examined. The results show that multiple resonance peaks of the cantilever beam can be effectively suppressed by the impact damper. Specifically, all resonance amplitudes can be reduced by a larger weight ball. Moreover, the impacting gap is very effective in suppressing the vibration of the cantilever beam. More importantly, there is an optimal impacting gap for each resonance mode of the cantilever beam, but the optimal gap for each mode is different.     

架空输电线防振锤阻尼特性实验研究

本文利用梁的振动理论对防振锤的阻尼特性进行研究。通过正弦激励下的共振驻留法,分别对不同型号以及同种型号不同锤头质量的防振锤进行振动实验,应用能量平衡原理得到了防振锤的阻尼特性曲线,分析了不同模态响应在阻尼耗能中的贡献。考虑不同类型阻尼对于减振性能的作用,在Lazan阻尼假设的基础上,利用经验公式推导了阻尼系数计算公式。结果表明,钢绞线变形大小直接影响防振锤的阻尼值大小;阻尼对减小共振频率附近的受迫振动幅值作用明显,验证了防振锤的减振性能;同时锤头质量的变化可以影响阻尼曲线的变化。以上结论可为防振锤的防振设计和应用提供参考。     

颗粒阻尼在航天器减振中的应用与前景

振动抑制是航天器结构设计关心的主要问题之一。本文介绍了一种新型的颗粒阻尼技术,分析了颗粒阻尼器的背景设计难点、减振原理及其影响因素,给出了几个应用实例,对其国内外应用研究现状进行了总结。针对颗粒阻尼器的基本设计原则可以认为：颗粒阻尼器在航天器的蜂窝夹层结构中具有天然的安装优势,而其不受环境限制的特点有望为航天器结构极端工况下的部／组件减振提供一条可行的路径。     

Inner mass impact damper for attenuating structure vibration

The behaviors of a vibration system suppressed with an impact damper are investigated, where the impact damper is simplified as a combination of spring and viscous damping. The analytical theory for the optimal impact control algorithms for impact damper is developed, and the accurate expressions are derived for the optimal values of the impact damper damping and initial displacement in a single-degree-of-freedom structure. The relation between coefficient of restitution and impact damping ratio is obtained. The investigation shows that the effective reduction of the vibration response is nearly independent of the number of impacts, but primarily related to the type of collision which the impact mass collides with the main mass face-to-face. This theory is generalized to continuous structures. An example of an impact damper in a rotating cantilever beam demonstrates that the impact dampers are suitable for attenuating the impulse response of structures unconditional stable without the requirement of the accuracy of the modal information.     

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 Stiffness of a Magneto-Rheological Damper

The last decade has witnessed an important role of magneto-rheological dampers in the semi-active vibration control on the basis of empirical models. Those models established by fitting experimental data, however, do not offer any explicit expressions for the stiffness and the damping of magneto-rheological dampers. Hence, it is not easy for engineers to get any intuitive information about the effects of stiffness and damping of a magneto-rheological damper on the dynamic performance of a controlled system. To manifest the nonlinear properties of a magneto-rheological damper, this paper presents the hysteretic phenomena and the additional nonlinear stiffness of a typical magneto-rheological damper in terms of equivalent linear stiffness and equivalent linear damping. Then, it gives a brief discussion about the effect of nonlinear stiffness on the vibration control through the numerical simulations and an experiment for the semi-active suspension of a quarter car model with a magneto-rheological damper installed. Both numerical simulations and experimental results show that the additional nonlinear stiffness in the magneto-rheological damper is remarkable, and should be taken into consideration in the design of vibration control.     

单自由度超弹性SMA减振结构随机振动控制理论研究

利用形状记忆合金（Shape Memory Alloy,简称SMA）丝的超弹性,提出了一种具有复位功能的阻尼器。在SMA丝的Graesser本构模型基础上,建立了阻尼器恢复力的滑移双线性模型;假定滞回面积相等,提出了恢复力的滑移刚塑性模型以近似简化滑移双线性模型。采用等价线性化法建立了单自由度超弹性SMA减振结构在高斯白噪声激励下的平稳随机振动分析公式。通过一算例,考虑不同激励谱密度和结构阻尼比：比较了等价线性法和蒙特卡罗（Monte Carlo）模拟法计算的结构振动响应（位移标准差和速度标准差）,证明了SMA减振结构随机振动控制理论的有效性;比较了等价线性减振结构和无控结构的动力特性（刚度和阻尼比）和振动响应,说明了SMA阻尼器能提高结构的刚度和阻尼比,因而可有效抑制结构的振动。