耦合负刚度对能量阱减振效果影响的研究

发布时间：2024-11-02 07:12

　　随着航天技术的发展,在多样化的航天任务中,结构动力学环境越来越呈现出复杂化。本文针对航天器结构的振动抑制问题,主要研究一种振动被动抑制装置,即非线性能量阱(Nonlinear energy sink,NES)。本文在现有的研究基础上,考虑一种新的结构形式,即耦合负刚度的非线性能量阱,基于非线性动力学理论,分析了其减振效果和动力学特性。具体内容包含以下几个方面:针对耦合负刚度能量阱在无阻尼保守系统下的振动问题,基于复变量-平均法简化了系统的非线性方程,得到了系统的慢变流模型,根据慢变流模型研究了耦合负刚度能量阱振子之间发生能量完全传递的初始条件。进一步基于系统的频率能量图对系统初始条件划分了不同能级。在不同输入能级下,通过数值积分和Poincare映射研究了系统在不同初始能量下的响应机制。针对耦合负刚度能量阱在有阻尼耗散系统下的振动问题,通过系统的慢变流模型和相轨迹方程研究了系统的能量传递中的共振俘获现象。通过系统的减振效率对比分析了耦合负刚度能量阱和传统立方刚度能量阱在不同参数条件下的减振效率。通过数值积分建立了耦合负刚度能量阱的振子能量图和在双势阱拓扑结构下的能量变化图,分析了耦合负刚...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

一个非线性吸振器，通过和主结构之间特殊的能量传递方式实现对主结构的振动控制。图1-1非线性能量阱结构图NES具有多种布局方式，早期的研究多集中于接地NES，Gendelman和Vakakis[20]首先研究了一种两自由度阻尼非线性系统，分析了这种耦合振荡器的不同非线性模态....

图1-2NES实验示例由度结构受脉冲激励的系统中发生非线性TE析方面的预测都通过实验得到了验证。特别地，关系图上，清晰地描述了产生靶能量传递的输入

2.2.1NES模型概述线性系统包含质量块、线性弹簧和线性阻尼，如图2-1图2-1线性系统NES系统包含质量块、具有立方刚度的弹簧和线性阻尼，如图2-2图2-2非线性系统线性系统的运动学方程

图2-1线性系统NES系统包含质量块、具有立方刚度的弹簧和线性阻尼，如图2-2图2-2非线性系统线性系统的运动学方程

本文编号：4009220