基于分数阶导数的黏弹性减振系统时频特性
本文选题:黏弹性振子 + 分数阶模型 ; 参考:《应用基础与工程科学学报》2017年01期
【摘要】:黏弹性减振缓冲结构可抽象为黏弹性振子(VEO)来研究其动力学行为.提出了构建考虑几何系数的分数阶黏弹性振子(FVEO)模型的一般方法.以Kelvin-Voigt分数阶黏弹性振子(KFVEO)系统为例,采用拉普拉斯变换得到其频率特征函数,并利用Mellin-Fourier积分将KFVEO系统响应从复频域转化到时域,采用多值函数的复变积分原理和留数定理获得KFVEO系统时间历程的解析形式.以安装在某300k W履带拖拉机的黏弹性悬架为工程应用实例,应用所提模型在时频域分析了其翻越障碍时应对冲击振动的减振缓冲性能,以及分数阶数和几何参数的影响.结果表明,该悬架具有良好的减振性能,在频率比0.8238处出现振动峰值;几何参数与分数阶数均对减振效果有明显影响.为复杂黏弹性缓冲减振结构的精确建模和参数化设计提供相应的理论依据.
[Abstract]:Viscoelastic vibration absorber structure can be abstracted as viscoelastic vibrator (VEO) to study its dynamic behavior. A general method for constructing FVEO model of fractional viscoelastic oscillator considering geometric coefficients is presented. Taking the Kelvin-Voigt fractional viscoelastic oscillator system as an example, the Laplace transform is used to obtain its frequency characteristic function, and the Mellin-Fourier integral is used to transform the response of the KFVEO system from complex frequency domain to time domain. The analytic form of the time history of KFVEO system is obtained by using the complex integral principle and residue theorem of multivalued functions. Taking the viscoelastic suspension mounted on a 300kW crawler tractor as an engineering example, the effects of fractional order and geometric parameters on the damping performance of shock vibration when surmounting obstacles are analyzed by using the proposed model in time-frequency domain. The results show that the suspension has good vibration absorption performance, the vibration peak value appears at the frequency ratio of 0.8238, and the geometric parameters and fractional order have obvious influence on the damping effect. It provides a theoretical basis for accurate modeling and parametric design of complex viscoelastic damping structures.
【作者单位】: 太原科技大学机械工程学院;西安理工大学机械与精密仪器学院;西安航空职业技术学院;
【基金】:国家自然基金(51305288;51405323) 山西省青年基金(2013021020-1) 山西省研究生优秀创新项目(晋教研函〔2014〕4号)
【分类号】:TB535
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,本文编号:1898318
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