基于整星模型的非线性能量汇在随机激励下振动抑制与能量采集一体化研究

发布时间：2021-12-12 09:50

　　非线性能量汇作为一种典型的被动吸振装置,其在简谐激励作用下有着良好的振动抑制性能,再加上其有着附加质量小、鲁棒性好以及振动抑制的频带宽等优势。因此,其在航天领域有着广泛的应用前景。然而,随着航天技术的发展,复杂多变的航天环境以及丰富的动力学载荷已经成了限制航天器隔振、吸振技术发展的主要障碍。因此,本文聚焦非线性能量汇在整星隔振技术中的应用和能量采集一体化的研究,深入研究了其在高斯白噪声以及高斯白噪声与简谐激励联合作用下的复杂动力学行为,并提出了力传递率转移概率密度和主振子能量吸收率转移概率密度两个新的评价指标来评价其振动抑制的性能。首次将非线性能量汇耦合超磁致伸缩材料一体化系统应用于随机动力学环境中,并对其振动抑制的机理和能量采集的效率进行了深入的研究。具体的研究内容如下第一章阐述了研究的背景和意义。分别从国内和国外两个方面介绍了整星隔振技术、非线性能量汇以及能量采集的研究现状。最后,根据当前研究工作中的不足阐述了本文的研究内容以及创新之处。第二章研究了高斯白噪声激励下,带非线性能量汇的线性系统的振动抑制。首先,建立了该模型,其中线性结构部分简化为单自由度系统。然后,利用广义谐和函数法... 

【文章来源】：上海大学上海市 211工程院校

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【学位级别】：硕士

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八作动器隔振平台[12]

上海大学硕士学位论文4明显的动态特性的变化。哈尔滨工业大学李明明[27]等针对大型的试验卫星，设计了一种基于压电堆和粘弹性材料的新型的整星圆盒隔振器，研究表明，该隔振器对低频的振动分量有显著的振动抑制效果。张振[28]等将形状记忆合金作为隔振元件又设计了一种新的混合隔振系统，实验结果表明，该隔振器的高频隔振效果明显。张群[29]等研究了磁流变阻尼器串联式的整星隔振平台和粘滞阻尼器并联式的隔振平台，研究发现，串联式三个方向的减振效果都很明显，但会改变系统固有频率；并联式只在一个方向效果明显，其余两个方向效果不好。国内外多种新型整星隔振技术的相继出现，确实解决了以往整星隔振技术中的难题，例如，解决了整星隔振主被动控制反馈不及时的问题，解决了在整星技术中，当结构经受多变、多向的动力学环境时的自适应问题，解决了针对大型柔性结构的大尺度隔振问题。但是，在整星被动隔振技术中，一直没能有一种结构简单，在不改变结构固有频率下，实现宽频隔振的非线性隔振器。非线性能量汇的出现为解决这一难题提供了可能。图1.1八作动器隔振平台[12]图1.2整星圆盒隔振器[27]

上海大学硕士学位论文9用作发动机的驱动器。Saber[98]等利用应变能开发了一种超磁致伸缩能量采集器，研究结果表明，在基础激励下的输出功率可以达到9.4mW。Seuaciuc-Osório[99]等继续研究了超磁致伸缩材料的磁偏置条件对能量采集效率的影响，研究结果发现，在有效地磁偏置范围内，采集的功率随着磁偏置的增大而增大，预应力则随着磁偏置的增大而减校1.4本文的主要研究内容本文主要围绕带非线性能量汇的线性系统进行展开，研究了该系统处于高斯白噪声随机激励、高斯白噪声与简谐激励联合作用下的动力学响应和振动抑制。通过主振子和非线性能量汇振子的位移和速度转移概率密度，力传递率转移概率密度以及主振子能量吸收率转移概率密度对系统的振动抑制做出了评价。本文还研究了非线性能量汇耦合超磁致伸缩材料一体化系统在高斯白噪声随机激励下的振动抑制和能量采集。本文在最后还利用ABAQUS有限元软件对带非线性能量汇的整星系统进行了限元仿真并验证高斯白噪声随机激励下的非线性能量汇可以有效抑制卫星的纵向振动。论文的组织结构如图1.1所示图1.3论文组织结构图论文的具体研究内容可以分为以下几个方面（1）高斯白噪声随机激励下带非线性能量汇的线性系统针对带非线性能量汇的线性系统进行动力学研究，首先利用牛顿第二定律建

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]卫星夹层结构分析与结构设计研究[D]. 张铁亮.南京航空航天大学 2012
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本文编号：3536455