动力吸振器的改进形式和参数优化研究

发布时间：2017-05-23 14:25

  本文关键词：动力吸振器的改进形式和参数优化研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：动力吸振器具有高效、经济、可靠等优势,因此广泛地应用于振动控制领域。一般工程中采用粘弹性材料加质量块形式构成吸振器,而分数阶导数在模拟粘弹性材料方面具有很大优势,因此本文研究了分数阶动力吸振器的优化问题。为了进一步提高动力吸振器的振动控制效果,提出了含负刚度的动力吸振器模型。主要研究了以下几个问题:(1)将分数阶导数引入到了Voigt型动力吸振器中,采用平均法和复频域谐波平衡法得到了系统的解析解。通过定义等效刚度与等效阻尼分别得到了系统基于H∞与H2优化原则的系统参数最优解析解,利用Matlab得到的数值解证明了本文所得解析解具有较高的精确度。最后通过与整数阶模型的对比发现该模型的分数阶项几乎能够同时取代线性刚度与线性阻尼项。(2)将负刚度项引入到了接地式动力吸振器中,研究了在主系统不含阻尼与含阻尼两种情况下系统最优参数问题。考虑了负刚度对系统稳定性的影响,同时得到了在保证系统稳定时的最优负刚度值,通过与其他两种传统动力吸振器模型的对比说明了该负刚度模型能够大幅降低系统共振区振幅,同时在低频域具有很好的减振效果。(3)由于负刚度接地式动力吸振器取得了较好的减振效果,所以本文将负刚度元件引入到了Voigt型动力吸振器中。研究了该模型在主系统不含阻尼情况下的最优参数,通过数值模拟及与其它模型的对比发现含负刚度的Voigt型动力吸振器也具有很好的减振效果,与其它模型相比具有很大优势。最后,对本文所研究内容进行了总结,并对未来可能的研究方向进行了展望。
【关键词】：减振 动力吸振器 分数阶微积分 负刚度 参数优化
【学位授予单位】：石家庄铁道大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB535
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 动力吸振器发展历史8-11
• 1.2 分数阶微积分发展历史11-12
• 1.3 负刚度隔振器研究现状12
• 1.4 论文主要研究内容及创新点12-14
• 1.4.1 本文主要研究内容12-13
• 1.4.2 本文主要创新点13-14
• 第二章 分数阶动力吸振器的参数优化14-36
• 2.1 基本模型及问题描述14-15
• 2.2 系统解析解研究15-23
• 2.2.1 基于平均法的解析解研究15-21
• 2.2.2 基于谐波平衡法的复频域解析解21-23
• 2.3 简谐激励下系统参数优化23-25
• 2.3.1 最优等效固有频率比23-24
• 2.3.2 最优等效阻尼比24-25
• 2.4 随机激励下系统最优参数25-27
• 2.5 数值模拟及模型对比27-35
• 2.6 本章小结35-36
• 第三章 负刚度接地式动力吸振器参数优化36-56
• 3.1 主系统不含阻尼模型参数优化36-46
• 3.1.1 系统解析解研究37-38
• 3.1.2 吸振器参数优化38-41
• 3.1.3 数值仿真及模型对比41-46
• 3.2 主系统含阻尼模型参数优化46-55
• 3.2.1 吸振器参数优化47-50
• 3.2.2 结果分析及模型对比50-55
• 3.3 本章小结55-56
• 第四章 负刚度Voigt型动力吸振器参数优化56-65
• 4.1 解析解研究56-58
• 4.2 最优频率比58-59
• 4.3 最优阻尼比及最优负刚度比59-61
• 4.4 数值验算及结果对比61-63
• 4.4.1 数值仿真61
• 4.4.2 与其他形式动力吸振器模型的对比61-63
• 4.5 本章小结63-65
• 第五章 结论与展望65-67
• 5.1 结论65
• 5.2 展望65-67
• 参考文献67-72
• 致谢72-73
• 个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文73

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