颗粒阻尼吸振器的减振技术研究

摘要

动力吸振器（Dynamic Vibration Absorber）具有结构简单，可靠性高，且不需要外界能量等优点，是振动控制常用的方法之一，在建筑结构振动抑制中已获得广泛应用。但被动式动力吸振器的使用局限性也非常明显—它只对单一频率振动或频率很窄的振动响应抑制效果较好，而实际工程振动环境往往是复杂多变的。目前对结构的随机振动进行抑制是被动式动力吸振技术的一个研究热点。颗粒阻尼技术主要由填充在结构空腔中的颗粒物质通过碰撞和摩擦作用提供阻尼效应，达到抑制结构振动的目的。该技术因具有结构简单、成本低廉、效果显著、减振频带宽等优点而引起越来越多人的关注。
　　本文在经典单质块式动力吸振器和颗粒阻尼减振思想的基础上，提出一种新型的非线性阻尼动力吸振器—颗粒阻尼动力吸振器。利用颗粒阻尼来扩展动力吸振器的频带，即颗粒体不仅起到动力质量块的作用，而且自身的摩擦和碰撞耗能也能提供扩展动力吸振频率带宽的阻尼效应，从而达到宽频带减振的效果。同时利用动力吸振器的吸振放大阻尼颗粒的运动，更好的发挥颗粒阻尼的减振能力。
　　为了探索该设想的实际应用效果，本文将颗粒阻尼动力吸振器应用于悬臂梁系统并通过试验手段进行随机振动下的模态试验研究，通过对主系统进行频响函数测试与处理，得到各阶阻尼比，并以此作为颗粒阻尼动力吸振器效果的衡量标准；通过与经典动力吸振器减振效果的对比表明颗粒阻尼动力吸振器可以有效拓宽吸振器的吸振频带且减振效果明显；另外颗粒阻尼是动力质量块地内部阻尼，与主系统的相对速度无关，所以颗粒阻尼越大越好摆脱了传统粘性阻尼动力吸振器对阻尼各方面的限制。本文主要通过试验手段表明了颗粒阻尼动力吸振器是可行、有效、易于实现的随机振动控制方法。

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注释表

第一章 绪论

1.1引言

1.2动力吸振器研究史

1.3颗粒阻尼研究史

1.4本文研究背景及内容

第二章 悬臂梁式动力吸振器模型设计

2.1引言

2.2动力吸振器减振机理及颗粒阻尼器阻尼特性的介绍

2.3悬臂梁试验件模型设计及固有振动特性估计

2.4悬臂梁式动力吸振器模型设计及有限元法固有振动特性估计

2.5装有动力吸振器的悬臂梁系统固有振动特性估计

2.6本章小结

第三章 颗粒阻尼动力吸振器试验研究

3.1引言

3.2模态试验准备及试验设计

3.3模态试验数据处理方法

3.4试验结果

3.5本章小结

第四章 基于Gamma分布的等效粘性阻尼函数

4.1颗粒阻尼动力吸振器模型的建立

4.2等效粘性阻尼函数及非线性最小二乘法参数识别

4.4本章小结

第五章 工作总结与展望

5.1工作总结

5.2工作展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文