含有混和阻尼的非线性能量阱吸振器动力学分析

发布时间：2025-06-24 03:10

　　 非线性能量阱(NES)是一种具有优良减振性能的非线性吸振器,主要由线性阻尼、非线性刚度和一个小质量块组成。本文在立方刚度NES基础上引入了两种不同类型的阻尼(库仑阻尼、立方阻尼),提出了一种具有混合阻尼的NES吸振器,研究了不同类型阻尼混合对系统动力学性能的影响。利用谐波平衡和伪弧长延拓法近似解析了系统的非线性运动方程,通过与数值解进行对比验证了解析解的准确性。基于振动传递率和能量耗散对比分析了混合阻尼NES系统的动力学特性。通过传递率评估和优化了混合阻尼NES吸振器(质量、刚度、阻尼)参数对系统减振性能的影响。结果表明:含有混合阻尼的NES吸振器相比于常规的NES吸振器在振动抑制方面具有显著的优势;在系统受到外部激励后,含有混合阻尼的NES吸振器比常规的NES吸振器具有更高的能量吸收耗散比例;不同类型阻尼的混合在系统减振性和能量耗散方面的优势也显示了其在其他工程领域应用的可能性和潜力。

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【部分图文】：

图1系统动力学模型Fig.1Systemdynamicmodel

的基础上，引入不同类型的阻尼来提高系统的振动抑制性能是一个很有前景的研究方向。本文在常规NES的基础上引入两种不同类型的阻尼(库伦阻尼、立方阻尼)，提出一种具有混合阻尼的NES吸振器；通过谐波平衡和伪弧长延拓法近似解析了系统的非线性运动方程；基于振动传递率和能量耗散研究不同类型阻....

图2不同次谐波项的对比分析Fig.2Comparisonofdifferentharmonicterms

。通过引入伪弧长参数s，可以得到F,,sss0xωxxxωωω-(20)其中sss为沿向量,xω方向上距点,xω的距离。式(20)即为引入的第五个代数方程。最后通过使用牛顿迭代法获得了方程组的五个未知系数、11a、11b、12a、12b。在上文使用一次谐波解对非线性方程组进行了解....

图3解析解与数值解的对比分析Fig.3Comparisonofanalyticalandnumericalsolutions

ń舛苑窍咝苑匠套榻??了解析分析，为了获取更加准确的解析结果采用三次谐波解对方程组进行了又一次解析分析，近似解析过程与上文相同，如图2所示。将通过一次谐波解和三次谐波解获得的频域响应进行了对比分析，可以看出，两者的图像几乎完全相同。由于在下文的分析中仅重点分析系统在共振频率附近的....

图14不同阻尼的能量耗散百分率对比Fig.14Comparisonofenergydissipationpercentagewithdifferentdamping

≡?2c350Ns/m时只对两个不同类型的非线性阻尼(立方阻尼和库仑阻尼)的参数进行优化分析。如图13所示，系统的最大传递率随非线性阻尼参数的变化呈现出山谷状的趋势，最优区域为山谷的最低点，此时3c2000Ns/m3、fc=280N。如图11所示，在考察的较大范围内立方阻尼的增大....

本文编号：4052400