变摩擦阻尼自适应隔振吊架中阻尼的设计与特性研究

摘要

本文从基于理想摩擦模型的单自由度摩擦阻尼系统的研究出发，将摩擦阻尼等效为粘性阻尼，分析了系统在不同激振情况下的隔振能力。并初步探讨了系统的最优抗冲能力。
　　将摩擦阻尼隔振吊架中的阻尼设计为可变式，使其具有随吊架两端相对位移变化而改变的自适应机制。由于吊架两端相对位移与外界激振频率有密切联系：激振频率越高，相对位移越小，激振频率越低，相对位移越大。因此，自适应机制能使阻尼在高频激振时变小，在相对较低的共振频率附近变大，从而在宽频带范围内满足隔振要求。
　　分析自适应机制中摩擦阻尼随相对位移的线性和非线性变化律，并讨论相应的等效粘性阻尼。选取其中的线性方案分析吊架隔振能力，总结出摩擦阻尼随相对位移以任意规律变化时，对吊架隔振能力进行分析的一般步骤。此外，以具体技术指标对试验吊架进行了设计。
　　提出一种考虑了摩擦接触面间的相对速度与正压力影响的新曲线模型，可以较好地描述摩擦宏观滑动阶段。并针对性地探讨了相应的参数辨识方法和最小二乘优化算法。此外，将新曲线模型与Bouc-Wen模型结合，得到可描述摩擦预滑动和宏观滑动阶段的综合模型。
　　对吊架结构中变摩擦阻尼部分进行实验设计与研究，详细讨论实验现象，给出有意义的数据图表。主要分段研究了摩擦阻尼力在预滑动阶段表现的迟滞特性。并构思具体辨识步骤，用所测宏观滑动阶段的摩擦阻尼力验证了新曲线模型的数值拟合能力。

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第一章 绪 论

1.1 课题背景

1.2 本文的研究工作

第二章 单自由度摩擦阻尼系统

2.1 引言

2.2 不同激励下摩擦阻尼的等效化

2.3 系统隔振能力

2.4 系统最优抗冲能力

2.5 本章小结

第三章 变摩擦阻尼自适应隔振吊架中阻尼的设计

3.1 引言

3.2 阻尼的基本设计概念

3.3 吊架隔振能力

3.4 吊架设计方案

3.5 本章小结

第四章 摩擦阻尼力的数学建模

4.1 引言

4.2 摩擦阻尼力建模

4.3 参数辨识方案

4.4 本章小结

第五章 变摩擦阻尼实验研究

5.1 引言

5.2 变摩擦阻尼实验设计

5.3 变摩擦阻尼实验方案

5.4 变摩擦阻尼实验结论

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 全文工作总结

6.2 本文的创新点

6.3 研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文和参与的科研项目

致谢