自調諧吸振技術研究.pdf

1、吸振器是一種常用的振動控制器械，在航空航天，建筑、船舶等很多領域都得到了廣泛應用。普通被動式吸振器的減振效果在外界激勵頻率發(fā)生改變的情況下會顯著變差。為了解決這一問題，發(fā)展出自調諧吸振技術。自調諧吸振器能夠實時調整其固有頻率來追蹤激勵頻率，從而取得更好的寬頻減振效果。目前，自調諧吸振技術已經(jīng)得到了一定的發(fā)展，但具體的工程應用仍然存在許多問題亟待解決，這些問題主要表現(xiàn)在器械的減振性能不夠理想，實用化程度不高，應用研究較少等方面。因此，進一

2、步開展自調諧吸振技術研究具有重要的理論和工程應用價值。本文以實驗室承研的國家應用技術研究項目為背景，圍繞自調諧吸振技術開展了理論和實驗研究，主要內容包括自調諧吸振器的設計研究，自調諧吸振技術在多模態(tài)系統(tǒng)減振中的應用研究和主動式自調諧吸振技術的研究。具體內容如下。
　　 針對實際應用需求，開展了自調諧吸振器的設計研究。分析了吸振器結構參數(shù)對減振效果的影響。設計了一種機械式變剛度結構，以這種變剛度結構為核心，研制出機械式自調諧吸振器

3、，并對其進行了逐代改進、優(yōu)化。最終得到的自調諧吸振器具有結構緊湊，質量利用率高，控制方便快速等優(yōu)點。吸振器動力學性能的測試結果表明，該吸振器具有較寬的移頻范圍，且阻尼較小。為自調諧吸振器設計了一種兼顧快速性和準確性的變步長、自尋優(yōu)控制策略，并對控制策略的效果進行了仿真分析。
　　 開展了自調諧吸振技術在多模態(tài)系統(tǒng)減振中的應用研究。利用子結構綜合法建立了耦合系統(tǒng)的數(shù)學模型，依據(jù)該模型進行了仿真分析。重點考察了不同安裝位置的自調諧吸

4、振器減振效果之間的差異，在此基礎上確定了吸振器的最優(yōu)安裝位置。建立了大質量、多模態(tài)的模型實驗平臺，在該平臺上對所研制的機械式自調諧吸振器的減振效果進行了評估測試。結果表明：利用自調諧吸振器能夠有效控制多模態(tài)系統(tǒng)振動；機械式自調諧吸振器的減振性能較好。在質量比1/60的情況下，能夠在11-17Hz的范圍內取得5dB以上的減振效果。采用有限元方法對系統(tǒng)進行了仿真計算，所得結果和實驗結果吻合良好。
　　 為提高自調諧吸振器的減振效果，

5、將主動控制技術引入到自調諧吸振技術領域，研制出主動式自調諧吸振器。對主動式自調諧吸振器的減振機理進行了理論分析，在此基礎上提出了主動式自調諧吸振器的控制策略。利用磁流變彈性體材料設計了一種主動式自調諧吸振器，分別在振動臺和梁結構平臺上對吸振器的動力學性能和減振特性進行了測試，結果表明：加入主動力后吸振器的阻尼比明顯減小，減振效果顯著提高。這表明了采用這種方案來改善吸振器的性能是可行的。本文還對吸振器和梁結構平臺的耦合系統(tǒng)進行了理論建模和