含绞制梁结构的非线性隔振系统建模与仿真

摘要

含绞制梁结构的隔振系统是一种典型的非线性被动隔振系统,依靠绞制梁弹性变形和内部摩擦进行能量转移与耗散.基于两端约束绞制梁结构,构造具有高阶刚度和滞回阻尼的非线性隔振系统,采用Bouc-Wen模型描述滞回恢复力,建立系统在简谐位移激励下的动力学模型.推导隔振系统的等效刚度和等效阻尼比计算公式,等效刚度包含线性项、立方项和幂函数项,呈现渐软-渐硬特性,等效阻尼比随幅值增大而先增大后减小.数值仿真采用基于谐波平衡法的近似解析方法和基于龙格库塔法的数值方法,揭示了立方刚度对系统的固有频率偏移特性的影响,在一定激励幅值范围内立方刚度可以消除滞回引起的跳跃现象,也揭示了模型参数对系统刚度和阻尼的影响规律.