多自由度动力减振器综合分析与参数优化研究

摘要

本文针对工程实际中动力减振器问题，进行深入研究与探讨。基于减振问题的振动力学的基本原理，分析了多个自由度减振器系统减振问题，研究了动力减振器参数选择问题。 单自由度动力减振器在解决工程实际减振问题中起到了重要作用。但对于大型结构系统的减振问题，由于受到弹簧变形量的限制，减振器的质量往往很大，因此人们一直研究如何用较小的附加质量，在较宽频带上产生较大的减振效果方面工作。主动控制的动力减振器，由于需要动力装置提供能量，这是一个较大缺点；半主动控制的动力减振器，减振效果与前者差不多，但却不必消耗大盘的能量。实际上，多自由度动力减振器是更好的一种减振思想，但是多自由度减振器系统复杂，系统参数难以确定，因此这方面的研究和工程应用较少，多自由度动力减振器在理论和工程应用方面有许多要深刻研究的问题。 本文将对无阻尼与有阻尼的多自由度动力减振器从模型理论推导，对多自由度动力减振器系统参数的选择等多项内容进行分析与深入研究。分析了主系统与减振子系统的复杂动力学关系。对无阻尼三个自由度动力减振器和两个自由度有阻尼动力减振器作为典型分析，获得两类减振器参数的优化计算的程序思想。在考虑如何减低较宽频带上主系统振幅和如何利用较小减振质量获得较好的减振效果方面做了一些新的工作。在优化确定系统参数方面，有了许多新的方法。研究方法可以通过更加完善，推广到工程应用。 本文提出了减振系统参数合理选择的基本思想，并通过对合理参数计算程序分析与算例仿真计算，同时与低阶减振系统对照，表明本文研究方法所做出系统的动力减振效果良好。也深刻表明了多自由度动力减振器的减振效果明显优于单自由度动力减振器。本文将给出多自由度减振器减振综合分析的一些新思想和解决良好减振参数的确定方法。论文进行了以下工作。 1.首先分析了动力减振器的研究现状，剖析了单自由度动力减振器系统减振效果，讨论了分析现存动力减振器一些所存在问题； 2.采用分析力学思想，推导了无阻尼三个自由度减振器力学模型，并采用减振理论进行一般分析，给出反共振点减振条件； 3.应用振型分析建立有阻尼二个自由度减振器力学模型，给出主系统振幅的表达式，为给有阻尼多个自由度减振器参数分析做准备工作； 4.研究了无阻尼三个自由度减振器参数优化问题，确定如何在保证弹簧在变形限度内，减振器总质量如何最小。并编程分析减振器参数选择实例； 5.研究了多参数函数的最大值最小化问题的通用算法。提出了有阻尼多自由度动力减振器最优参数合理选择的一般分析方法，编程确定动力响应最大值最小化问题的减振器参数；

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第一章绪论

1.1单自由度动力减振器

1.2无阻尼两个自由度系统减振器

1.3无阻尼多自由度动力减振器

1.4关于多自由度动力减振器待解决的问题

1.5本文要完成的研究工作

第二章多自由度减振系统力学模型与减振分析

2.1无阻尼三个自由度减振器

2.2有阻尼二个自由度减振系统模型推导

2.3本章小结

第三章无阻尼多自由度减振器参数优化分析

3.1无阻尼两个自由度动力减振器综合分析

3.2无阻尼三个自由度动力减振器参数的优化分析

3.2.1对于减振质量和刚度相等情况的减振总质量分析计算

3.2.2等于μ3→0，f3→∞时减振分析。

3.2.3考虑子系统弹簧变形有限且相等情况如何减少质量

3.3算例

3.4本章小结

第四章带阻尼DA2D0F自由度减振器优化分析

4.1函数最大值的最小化问题算法

4.2在单自由度子系统含有阻尼情况计算

4.2.1对于主系统上无阻尼情况ζ=0时，

4.2.2对于主系统上有阻尼情况时

4.3二自由度减振器参数优化计算

4.4本章小结

第五章结论

参考文献：

致谢