基于惯容器的动力系统低频线谱隔振机理研究

摘要

隔振器在船舶等领域具有广泛的应用，但随着工业需求越来越严格，一般的隔振器很难满足低频线谱隔振的特殊要求。为此，本文基于一种新型的惯性元件----惯容器，建立含有惯容器的动力反共振隔振器的数学模型，研究分析含有惯容器的动力反共振隔振器的低频线谱隔振机理，讨论惯容器在动力反共振隔振器的应用效果。
　　本研究主要内容包括：⑴基于一种新型惯性元件----惯容器，通过与弹性元件、阻尼元件并联构成新型动力反共振隔振器。建立此种隔振器的动力学模型，考虑弹性基础，分析了系统的动力学特性和振动传递特性。然后讨论了相关元件参数（弹簧刚度，阻尼系数，惯容值等）对隔振器隔振性能的影响。最后通过力传递率和功率流落差，从力和能量两个方面对比分析了含惯容器的动力反共振隔振器与动力吸振器在低频线谱隔振上的隔振性能。⑵建立了含有惯容器的双层隔振系统的动力学模型，然后使用力传递率以及功率流分析该隔振系统的力和能量的传递特性。结果表明在双层隔振系统中引入惯容器后可以降低双层隔振系统的固有频率，同时形成数个与惯容器相关的反共振频率，隔振系统在反共振频率附近具有优良的隔振性能，且在高频段的隔振性能趋于稳定，然后讨论了双层隔振系统中的各个惯容器对力以及能量传递特性的影响。最后给出多自由度含惯容器隔振器的一般性动力学方程及求解方法。⑶在含有惯容器的线性隔振器基础上，考虑非线性因素对惯容器隔振器的影响，将线性弹簧，阻尼，惯容替换为非线性弹簧，阻尼和惯容，建立非线性惯容器隔振系统的数学模型和动力学方程，使用谐波平衡法（HBM）对其进行线性化求解，得到非线性惯容器隔振器的近似解，并与线性惯容器隔振器的解进行对比分析，给出非线性惯容器隔振器的基本求解思路。最后分析了各个非线性参数对惯容器隔振器隔振性能的影响。

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1绪论

1.1引言

1.2国内外研究现状

1.3本文主要研究内容及章节安排

1.4技术路线

2基于惯容器的单自由度反共振隔振性能研究

2.1 惯容器隔振器的数学模型

2.2 单自由度惯容器隔振器的动力学特性分析

2.3系统内结构参数对隔振器隔振性能的影响

2.4 惯容器隔振器与动力吸振器减振性能分析

2.5本章小结

3基于惯容器的多自由度反共振隔振性能研究

3.1基于惯容器的双层隔振器的数学模型

3.2基于惯容器的双层隔振器的振动传递特性

3.3 系统惯容和质量对双层隔振系统隔振性能的影响

3.4 含惯容器的多自由度隔振系统振动特性分析

3.5 本章总结

4非线性惯容器隔振器振动特性分析

4.1非线性惯容器隔振器的建模

4.2 非线性惯容器隔振器的振动传递特性

4.3 非线性惯容器参数对隔振器隔振性能影响

4.4 本章小结

5 全文总结及展望

5.1 全文总结

5.2研究展望

致谢

参考文献

附录攻读硕士学位期间已发表或录用的论文