单自由度系统强迫振动下Kelvin模型和Maxwell模型的比较

摘要

以Kelvin模型和Maxwell模型为对象，研究了单自由度系统强迫振动下2种模型的系统响应。首先，将单自由度强迫振动分为简谐激励下的强迫振动、偏心质量引起的强迫振动和支承运动引起的强迫振动3种情况，分别在这3种情况下建立了2种模型的运动微分方程，并得到了系统的解析解。随后，通过解析解得到了振幅放大因子和相位差的解析式，研究了系统的幅频响应曲线和相频响应曲线。通过比较2种模型的幅频响应曲线，发现在偏心质量和支承运动引起的强迫振动情况下Maxwell模型在小阻尼时振动控制效果远优于Kelvin模型。