一种负刚度动力吸振器的数值参数优化

提出了一种含有负刚度元件的动力吸振器,发现该系统难以通过解析推导进行参数优化。以动力吸振器主系统的振幅放大因子为控制目标,采用序列二次规划算法对其进行了参数优化。首先,以Den Hartog提出的Voigt模型和一种被动负刚度动力吸振器模型为例,验证了数值优化方法在H∞优化中的正确性;然后,对所提出的动力吸振器模型进行了数值参数优化,与多种动力吸振器在简谐激励与随机激励下进行了对比,说明了所提出的模型具有良好的振动控制性能。     

一类自参数动力吸振器减震系统的Hopf分岔分析

通过系统运动的拉格朗日方程和牛顿第二定律,建立了振动系统的运动方程，并对一类带有粘性阻尼摆的自参数动力吸振器减振系统的复杂动力学行为进行研究.通过非线性动力学理论,分析该系统平衡点的稳定性，选择适当的分岔参数证明了Hopf分岔的存在.最后,通过数值仿真证明理论分析的正确性.     

单自由度系统强迫激励下惯容对Kelvin模型和Maxwell模型的影响

在Kelvin模型和Maxwell模型的基础上分别串联和并联惯容,研究在强迫激励作用下对系统响应的影响。首先列出由简谐激励、支撑运动、偏心质量引起的强迫振动系统的动力学方程,然后求出各个模型的解析解,得到各个模型的幅频曲线。通过比较振幅放大因子和幅频曲线,发现在不改变刚度和质量的情况下,两种模型并联惯容可以降低系统固有频率,使共振区提前,并且有很好的隔振减振作用。串联惯容在简谐激励和支撑运动引起的强迫振动中有减振隔振效果。     

负刚度和空气弹簧并联的悬架系统的亚谐共振

研究了负刚度和空气弹簧并联的单自由度悬架系统在简谐激励下的１／３次 亚 谐 共振。利用平均法得到了系统的近似解析解,利用龙格库塔法得到了系统的数值解,通过对比近似解析解和数值解的幅频响应曲线,验证了近似解析解的准确性。分析了系统稳态解的存在条件和稳定性,并详细分析了负刚度、空气弹簧以及系统阻尼对系统１／３次亚谐共振幅频响应及存在条件的影响,为悬架系统的设计提供了一定的理论参考。     

一种基于偏心飞轮的运动转换器的研究与仿真

根据惯容器是一种力放大机构的本质,同时又根据偏心轮转动时的激振效果,设计出了一种偏心飞轮的运动转换器。将该运动转换器元件应用于减振系统,通过给定系统一定简谐激励,利用Matlab数值仿真,得出系统的幅频曲线。通过与普通减振系统对比,发现所提及的运动转换器元件可以使系统的幅频曲线在共振区域拓宽,并极大地减小了系统的共振峰。另一方面,为了更真实地模拟现实情况,给予了系统一定的随机激励,求解出系统的位移响应,总结了系统位移方差及其衰减比,发现在随机激励的作用下系统比普通的减振器有更好的减振效果。     

轨道结构参数对轮轨作用力的影响

以双层弹簧阻尼支承Timoshenko梁作为钢轨的力学模型,在列车荷载作用下钢轨动力响应解的基础上,采用二系质量模型,计算了不同轨下基础参数时的轮轨作用力时程曲线和频谱曲线,分析了轨下基础参数对轮轨作用力的影响.     

高斯白噪声激励下减振器的最佳参数

通过对高斯白噪声激励下减振器的运动分析,建立减振系统的运动微分方程,从而获得减振系统的频率特性。由激励的高斯白噪声特征(功率谱密度函数是常数)可求系统的响应的功率谱密度函数及系统响应的均方值。为了衡量系统的减振效果,对减振系数给予定义。通过对主系统相对于副系统的各种频率比、质量比及不同阻尼率的分析,得到合适参数的减振器(即最佳频率比和最佳阻尼率的减振器)。     

管路主动减振系统作动器设计

为提高管路主动减振系统中动磁式直线电机的减振效果，课题组提出了适用于不同情况的作动器的设计思路。以等效磁路法为基础，得到了作动器的电磁特性；利用有限元软件Ansoft Maxwell模拟仿真得出相关参数，并与公式计算的结果进行对比，确认设计具有合理性。应用此方法可以根据实际需求设计不同性能参数的作动器。     

动力减振器最优参数的非线性回归和若干问题

本文采用最优化方法求得考虑生系统阻尼的动力减振器最优参数集，并对此参数集进行非线性回归，得到了便于动力减振器最优设计的回归曲线族。本文还对现有的主系统无阻尼时动力减振器最优参数公式进行了讨论，指出了这些公式的局限性，并根据本文的结果给出了应用范围更广泛的改进公式。     

半主动动力吸振镗杆系统的颤振抑制机理

深孔镗削过程中,针对影响工件加工精度和表面质量的颤振现象,建立单自由度切削颤振系统的动力学模型,利用谐波平衡法求得机床主轴转速与极限切削宽度的关系式,并绘制了机床主轴转速与极限切削宽度的稳定性图,结合半主动动力吸振镗杆刚度和阻尼系数的可控性,分析了机床结构刚度及阻尼系数大小对颤振抑制的影响。研究结果表明:机床颤振频率随着主轴转速呈分段线性变化,增大机床结构的刚度和阻尼,系统的稳定性区域在一定范围内相应的增大。为今后进行半主动动力吸振镗杆具体模型的建立和相关参数的选取提供了理论依据,具有实际意义。     

基于油锯减振的转换桥方法研究

针对油锯减振与增大可操作性之间的对立问题,运用可拓转换桥方法,对其求解变换,并得到最优方案解。首先对性能核问题中的条件基元进行发散分析,定义变换类型及其优先级,控制变换方向、计算变换效应,得到可行方案解集。再分别代入到力学模型中,计算出各自油锯振动加速度与刚度值。然后通过关联函数值及可操作性判断,得到减振器的最优方案。最后对其对接的零件进行传导变换,得到油锯转换桥。     

基于装配机械弹性车轮的车辆平顺性的油气悬架优化研究

为优化装配大径向刚度机械弹性车轮的越野车行驶平顺性,使用一种装配单筒式油气弹簧的悬架,并利用量子遗传算法对其参数进行优化。在Matlab中首先建立了数学模型描述单筒式油气弹簧的刚度与阻尼特性,探讨了油气弹簧各参数对其性能的影响,并从中选取目标参数。之后建立了包含机械弹性车轮的4自由度半车模型,确定平顺性评价指标,使用量子遗传算法在C级路面白噪声输入下对其进行优化,通过多次计算进行对比,并在不同环境下验证了优化效果。结果表明:量子遗传算法能有效逼近最优值,算法具有较好的稳定性,优化后越野车的平顺性得到了提高。     

分数阶平方阻尼Mathieu振子的动力学分析

研究了谐波激励下分数阶平方阻尼Mathieu振子的主共振。首先采用多尺度法得到了主共振的近似解析解，利用数值方法验证了近似解的准确性。然后建立了系统定常解的幅频曲线方程，基于Lyapunov第一方法得到了稳态响应的稳定性条件，分析了强迫主共振和参激共振下系统特有的幅频特性。最后通过数值仿真研究了分数阶微分项对系统幅频特性的影响。结果表明，利用分数阶微分项系数和阶次能对系统响应幅值和振动频率等形成一种双重调节，可有效改善系统幅频特性。     

半穿武钢桁梁桥横向振动TMD阻尼减振研究

针对我国既有铁路常见的半穿式钢桁粱桥的振动特性，建立了车-桥-TMD系统耦合振动方程，对采用多点调频质量阻尼器抑制既有铁路钢桁梁桥横向振动的阻尼减振方案进行了仿真计算。结果表明：TMD能有效的抑制铁路半穿式铁路钢桁梁桥的横向振动。     

新中国成立以来建设先进文化的基本经验

以线性机械弹簧和斜支撑弹簧为元件,构建了支撑系统力学模型。在仿真计算的基础上,设计并制作与力学模型相对应的支撑系统。通过测试确定系统阻尼比、固有频率等力学参数,综合利用时频域分析、相轨迹分析和庞克莱分析等方法,对支撑系统在不同激励条件下的响应规律进行了实验分析。研究结果表明实验测试结果和数值仿真结果一致,该力学模型存在典型的非线性力学特性,如稳态周期解、暂态混沌、分岔、混沌等,为其进一步推广到工程实际提供了理论和实验支撑。     

过渡段路基刚度变化规律的试验研究

为了了解武广客运专线过渡段路基的整体刚度系数和阻尼系数,采用激振法(强迫振动)对武汉试验段涵-涵过渡段和路-桥过渡段路基的不同位置进行了激振试验,成功地获得了过渡段路基不同位置的相关指标,不仅为过渡段路基的强度、变形分析和仿真试验提供了必要的动力参数,同时也进一步验证了过渡段路基设计和施工的可靠性.     

三自由度汽车座椅及其振动特性研究

为了解决车辆座椅的多自由度振动和乘坐舒适性等问题,设计了一种三自由度并联机构座椅。利用单开链理 论,计算出减振机构的耦合度为l,并用运动输出矩阵验证了三自由度为三平移运动,采用单位力椭球法对椭球圆度的 分析为振动特性仿真分析提供了理论依据。通过支链不同刚度、负载和阻尼时的振动传递特性仿真分析,结果表明：系 统各轴向共振频段远离乘客不舒适频段4 -7 Hz,且在竖直方向上传递率峰值明显优于传统机械式减振座椅;在水平方 向上,当激励在l Hz以上时,传递率趋于零。研究表明该减振座椅能够达到较高的减振标准。     

新型隔振器的性能分析

通过引入惯容器与杠杆元件,设计了一种新型含两放大机构的单层隔振系统。首先,建立柔性基础隔振系统动力学模型,推导出新型隔振系统的位移阻抗及力传递率、插入损失、振级落差与功率流设计公式。然后,探讨了惯质比和杠杆放大比对固有频率及反共振频率的影响,发现随着两放大比的增大,第一、二阶固有频率与反共振频率减小,拓宽了减振频带,进一步改善低频隔振性能。最后,采用某试验系统,发现初始数据相同时,模型在小于10 Hz的低频范围内能够更有效抑制振动的传递。     

光学平台隔振系统结构参数的优化设计

针对使用空气弹簧隔振器的光学平台传递函数进行了研究.对平台固有频率和传递函数的计算结果进行曲面拟合,并利用拟合曲面形成目标函数,进行平台隔振系统结构参数的优化设计计算.结果表明,要获得最佳隔振效果,应取相对阻尼系数ξ越小越好,但ξ过小使系统稳定性变差.最优值ξ为0.1～0.15,主空气室与附加空气室的容积比k为0.28.     

振动压实中跳振影响因素的分析

振动压实过程中跳振现象时有发生,使得土壤压实度不均匀,从而造成路面易产生裂缝、沉陷等伤损,影响行车安全。考虑随振土体的质量,建立3自由度振动压路机-土系统动力学模型,推导接地工况下的动力方程解,建立跳振工况下的动态力分段线性方程,分析改变振动压路机的激振力、激振频率以及土壤刚度的变化对振动压实的影响。结果表明,合理改变振动压路机的激振力、激振频率和土壤刚度,可有效抑制跳振产生。所建模型及研究方法为施工作业中合理配置工作参数提供参考和理论支持。