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非线性隔振器阻尼特性研究

日期: 2011/6/6 浏览: 3 来源: 学海网收集整理 作者: 佚名

非线性隔振器阻尼特性研究 !

龚宪生 谢志江

"重庆大学机械传动国家重点实验室 重庆#$%%%$$&

骆振黄 赵 玫

"上海交通大学振动’冲击噪声国家重点实验室 上海#(%%%)*&

摘 要 对一类迟滞非线性隔振器进行研究#提出了动力模型的建模方法#用此方法建立了钢丝绳隔振器的动态

模型+由所建模型重构恢复力,位移回线并与试验回线比较#结果表明-理论回线与试验回线吻合好+用此模型研究

这类隔振器的非线性阻尼特性#研究表明-这类隔振器的阻尼随振幅和频率变化#阻尼成分丰富#既有粘性阻尼#又

有干摩擦阻尼和.高阶/阻尼+该模型能很好地描述这类非线性隔振器的阻尼特性#这为设计多个宽频工作区来兼

顾缓冲’隔振奠定了动力学基础+文中提出的建模方法适用于有非线性特性的隔振’减振器材的建模和刚度及阻尼

特性的研究+

关键词-非线性0隔振器0迟滞0建模0阻尼

中图分类号-12**)03)((

非线性隔振器在机械’交通’航天’航空和建筑

等领域受到普遍的重视和得到愈来愈广泛的应用+

了解和掌握非线性隔振器的动态特性是预估振动响

应’改进隔振效果的重要前提+由于人们对非线性本

构关系认识的不够#加之材料成分和结构的差异以

及制造误差等原因#非线性隔振器动力模型的建立

异常困难#特别是当隔振器有非线性迟滞特性时+由

此产生的非线性系统建模是系统辨识领域中的一个

前沿课题4*567+作者认为对于非线性迟滞系统#最典

型的数学模型是双线性恢复力模型487’一阶非线性

微分方程模型497和迹法模型4:7#他们有各自应用的

最佳场合+对于有非线性迟滞特性的隔振器#尚无一

种理想的模型可以用来准确地描述它们的动态特

性+本文拟提出这类非线性隔振器建模方法#用这一

方法构建这类隔振器的动力模型并用此模型研究其

阻尼特性#为预估振动响应’改进隔振效果#设计高

品质隔振器奠定了基础+本文的创新在于#充分考虑

此类隔振器的非线性刚度和阻尼的动态特性#提出

其刚度和阻尼均是振幅和频率的函数0巧妙地利用

数学表达式把隔振器的恢复力分解成非线性弹性恢

复力和迟滞非线性阻尼力0把高阶刚度和可能出现

的多种阻尼成分融入数学模型中#能很好地描述此

类隔振器的动力学特性+同时#作者提出的建模方法

和模型适用于非线性迟滞特性的其它类型隔振和减

振器材的建模和刚度及阻尼特性的研究+

* 非线性隔振器的恢复力模型

*;* 建模方法

非线性隔振器有如图 *所示的恢复力,位移曲

线+分析图 *可知#这类隔振器的恢复力有非线性迟

滞特性#迟滞回线由上下两条组成+上下恢复力曲线

是位移 <反对称的#并与速度 <=有关+根据反对称

原理#设上下曲线数据的函数式为

图 * 隔振器恢复力迟滞回线

第 *$卷第 )期

(%%*年 9月

振 动 工 程 学 报

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式中 !"4!/ 为上4下迟滞恢复力5+)为 函 数 式 系

数6函数式所取项数 (按拟合的迟滞回线形状和对

表达式要求的精度而定6将式#1%中函数式的奇4偶

项分开并写成一个式子

!#$.$,%& ’

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#(01%78

)&*

+8)$8)9:;#$,%

& !<#$%2 !=#$.$,% #8%

式#8%中 (取奇数6经以上数学处理.迟滞恢复力分

解为 !<#$%和 !=#$.$,两部分.!<#$%为非线性弹性

恢复力.!=#$.$,%为迟滞非线性阻尼力6考虑一般情

况.假设非线性迟滞恢复力不仅是位移 $和速度 $,

的函数.而且还是圆频率 >和振幅 ?的函数6阻尼

中 可能既有粘性阻尼4干摩擦阻尼.又有@高阶A阻

尼.且阻尼随振幅 ?和圆频率 >变化6于是.一般情

况下.恢复力数学模型可表述为

!< & ’

#(21%78

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D

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#G%

式中 <8)01#?.>%为刚 度 函 数5H#?.>%为 阻 尼 函

数5C#?.>%为阻尼成分函数6C#?.>%&*时.系统中

的阻尼呈现为干摩擦阻尼5C#?.>%&1时为粘性阻

尼5*3C#?.>%31时.阻尼中既有粘性阻尼又有干

摩擦阻尼5C#?.>%-1时.阻尼为@高阶A阻尼6

1I8 钢丝绳隔振器的动态模型

式 #G%中各阶刚度函数 <8)01#?.>%4阻尼函数

=#?.>%4阻尼成分函数 C#?.>%具体取什么函数形

式.与具体迟滞系统特性有关6作者对一种自制钢丝

绳隔振器进行了振动试验6选用正弦激励信号.频率

变化范围选为 1JG*KL.振幅变化范围为正负 1J

MNN6试验时.测量每一特定频率4振幅下隔振器的

加速度4速度4位移和力的振动信号6由于常规的激

励方式无法满足以上振动试验要 求.因 此 用 OPQ

材料试验机对隔振器进行大振幅振动试验6激励频

率和振幅由 OPQ控制器编程控制6振动的位移4速

度和加速度分别用三个加速度传感器进行测量.同

时用 OPQ试验机自带的位移传感器和力传感器测

量振动位移和力的信号6前三路信号经电荷放大器

后输入 ORG*磁带机记录.后两路信号由 OPQ控

制器自带放大器放大后输出到磁带机记录.同时输

到双线示波器以供监视6测试信号处理时.将记录的

五路信号经磁带记录仪回放.输出到数据 ST板进

行同步采样和模U数转换.然后在微机上存入磁盘6

对得到的数字信号数据用自编程序处理后可作出许

多相应的曲线图6图 8中的实线曲线就是这众多曲

线之一6对这些曲线图和对应的动态测试数据进行

深入分析并通过辨识.可以得到刚度函数.阻尼函数

和阻尼成分函数在每种工况下的值6分析这些数据

随振幅和频率的变化趋势.可知其各阶动刚度与激

振圆频率 >无关.只与振幅 ?有关.而阻尼情况较

为复杂.是圆频率 >和振幅 ?的函数6于是.提出刚

度函数4阻尼函数和阻尼成分函数的数学表达式为

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图 8 理论与试验恢复力U位移曲线比较图

用非线性参数辨识方法 O[\]^[\_‘法 编 制 计

算机程序.将上面已得到的各个工况下刚度函数4阻

尼函数和阻尼成分函数的数据读入该程序中.对式

#Z%中各待定参数进行辨识.即可得

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8**1年 c月

振 动 工 程 学 报

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将这些参数和函数代入式"3&即得恢复力的动态模

型6由恢复力动态模型"3&可以重构不同激励频率和

振幅下恢复力迟滞回线6为了证实该模型的正确性$

下面画出频率为 +78$振幅为 499$由模型重构恢

复力:位移迟滞回线图并画出对应的试验恢复力:位

移迟滞回线图$如图 1所示6图中虚线为理论迟滞回

线$实线为试验迟滞回线6由图 1可知$理论迟滞回

线与试验迟滞回线吻合好$由此说明钢丝绳隔振器

的恢复力动态模型"3&能很好的描述其恢复力随振

幅 #;频率 %;瞬时位移 <和速度 <=变化的规律6

1 钢丝绳隔振器的阻尼特性研究

由数学模型式"3&分别重构描述弹性恢复力 >?

和阻尼力 >! 的曲线图$如图 3"@&A"B&所示6图中

单值曲线为弹性恢复力 >?$双值闭合曲线为阻尼力

>!6从图 3"@&A"B&中可以看到C

"+&双值闭合曲线的形状随振幅的增大$从橄榄

形变成椭圆形$再变成棒槌形6这说明隔振器的阻尼

成分不是单一的$而是多种阻尼的组合$这些阻尼在

不同的振幅下大小比例不同6振幅为 +99 时$见图

3"@&$D高次E阻尼成分较多$而干摩擦阻尼和粘性阻

尼成分较少$这时$阻尼力闭合曲线的形状呈橄榄

形$这是因为振幅较小时$隔振器中的钢丝绳股与股

之间所受的力和位移都较小$还没有产生相对滑移6

随着隔振器受力增加;位移增加$钢丝绳股与股之间

的摩擦力增大$局部出现滑移$这种状态下$隔振器

的阻尼成分以粘性阻尼为主$摩擦阻尼次之$对应的

闭合曲线$即阻尼力曲线的形状呈椭圆形$振幅为 1

A,99$如图 3"F&A"G&所示6随着隔振器受力的进

一步增大$位移随之增加$钢丝绳股与股之间出现大

的相对滑移$阻尼力曲线的形状呈棒槌形$介于椭圆

与矩形之间$但更加接近于矩形6这说明$此种情况

下$隔振器的阻尼成分以干摩擦阻尼为主$粘性阻尼

为次$振幅介于 -A*99 之间$见图 3"H&A"B&6

"1&列出阻尼成分函数 5"#$%&在 +78时$随振幅

变化的数值$如表 +$对应于图 3中各闭合曲线6从表 +

中可以看出$当 5"#$%&I+时$阻尼成分以D高次E为

主$阻尼力曲线呈橄榄形$当 /J(K5"#$%&K+时$阻

尼成分以粘性阻尼函数为主$阻尼力曲线呈椭圆形6当

/K5"#$%&K/)(时$阻尼成分以干摩擦阻尼为主$粘

性阻尼次之$阻尼力曲线呈棒槌形6当 5"#$%&’/时$

系统中的阻尼将变为纯粹的干摩擦$由 5"#$%&的值变

化可知$产生纯粹的干摩擦的可能性较小6由此可以知

道$阻尼成分函数5"#$%&控制阻尼力曲线的形状$其

数值反映系统中各种阻尼成分变化6

"3&从图 3中各图可知$阻尼力的大小随振动位移

<变化而变化6实质上$阻尼力的大小随振动速度 <=的

大小变化6在 <等于零时$速度 <=最大$所以$阻尼力的

绝对值达到最大$在位移 <为振幅值 L时$速度为零$

阻尼力为零6

",&表 1列出阻尼函数 M"#$%&在 +78时$随振幅

变化的数值$对应于图 3中各闭合曲线6从表 1中可知C

随着振幅 #的增大$阻尼函数值随之增大$这说明了

隔振器的阻尼耗能随振幅增大而增大的原因6阻尼函

数值的大小反映各种阻尼的大小6由于引入了阻尼成

分函数 5"#$%&和阻尼函数 !"#$%&$因而该阻尼力模

型能揭示隔振器阻尼成分的组成和大小的变化规律6

表 + 阻尼成分函数 5"#$%&随振幅 #变化表

# 5"#$%& # 5"#$%&

+ +)34(4 - /)-(43

1 /)2324 ( /)-+3+

3 /)4-+( 4 /),4+3

, /)(,+- * /),342

表 1 阻尼成分函数 M"#$%&随振幅 #变化表

# M"#$%& # M"#$%&

+ ()*+,(.+/01 - 3)3,3*.+/0+

1 +)3-+2.+/0+ ( ,)//,/.+/0+

3 1)/+*3.+/0+ 4 ,)((3/.+/0+

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第 +,卷第 3期

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振 动 工 程 学 报

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图 & 数学模型的弹性恢复力和阻尼力图

& 结 论

用本文提出的建模方法建立的非线性迟滞隔振

器恢复力动态模型式!&#能很好地描述这类隔振器

的动 态 特 性’阻 尼 成 分 函 数 (!)*+#和 阻 尼 函 数

,!)*+#概念的引入*使得模型能反映隔振器阻尼成

分的组成和阻尼的大小变化规律*能全面地揭示隔

振器中的阻尼的变化情况’回线的形状和宽窄由模

型中的阻尼函数和阻尼成分函数以及它们的待定参

数控制’研究表明*这类隔振器的阻尼随振幅和频率

变化*阻尼成分丰富*既有粘性阻尼*又有干摩擦阻

尼和-高阶.阻尼’由此弄清了隔振器中的阻尼情况*

为设计宽频多工作区奠定了动力学基础’此建模方

法和模型适用于有非线性迟滞特性的其它类型隔振

和减振器材的建模和刚度及阻尼特性的研究’

参 考 文 献

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非线性隔振器阻尼特性研究

作者: 龚宪生, 谢志江, 骆振黄, 赵玫

作者单位: 龚宪生,谢志江(重庆大学), 骆振黄,赵玫(上海交通大学)

刊名: 振动工程学报

英文刊名: JOURNAL OF VIBRATION ENGINEERING

年,卷(期): 2001,14(3)

被引用次数: 15次



参考文献(9条)

1.Dong X Structural damping measurement under random excitation 1997

2.Dong Xingen Characterization of hysteresis damping with a multiple frequency analysis method

1996

3.陈乃立.童忠钫 非线性迟滞系统的参数识别 1994(04)

4.Ko J M.Ni Y Q.Tian Q L Hysteretic behavior and empirical mode-ling of a wire-cable vibration

isolator 1992(02)

5.Badrakhan F Dynamic analysis of yielding and hysteretic system by polyno-mial approximation

1988(01)

6.Badrakhan F Rational study of hysteretic systems under stationary random excitation 1987(04)

7.Baber T T.Noor M N Modeling general hysteresis behavior and random vibration application 1986

8.Masri S F Forced vibration of the damped bilinear hysteretic oscillator 1975(01)

9.Baber T T Randow vibration of hysteretic degrading systems 1982



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线性加速度法,分析了钢丝绳隔振器体系在不同频率下所具有的非线性动态特性,理论分析曲线和实测数据非常吻合,试验和分析表明:这样的测试分析

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阻尼的匹配设计可控性,建立了特性参数优化设计模型,设计实例表明所建理论求解是可行的。

4.期刊论文 杨平.钟毅芳.周济 多介质耦合型非线性隔振器参数优化设计研究 -机械2000,28(1)

提出了一种含有平方阻尼、线性阻尼、库伦阻尼及非线性弹性元件等多介质耦合型非线性隔振器的数学模型;通过巧妙的无量纲变换对模型进行

了近似理论求解,并将结果与采用数值积分求解结果进行对比分析;同时具体讨论了非线性特性参数变化引起的性能变化,研究非线性刚度、非线性

阻尼的匹配设计可控性,建立了特性参数优化设计模型,设计实例表明所建理论求解是可行的。

5.学位论文 廖蕾 流体阻尼隔振器参数与模型的研究 2003

该文以国防科工委"十五"民用航天预研项目"星—箭隔振与减振技术研究"课题的理论和开发为背景,综合国内外文件,对航天用流体阻尼隔振器进

行研究.主要的研究工作包括以下方面:研究流体阻尼形成的物理机制,以流体的流动基本规律为基础,分析流体在不同流动情况下的阻尼力,建立描述阻

尼力变化规律的函数.主要包括流体阻尼隔振器中的流体流速、流体的流动状态、阻尼产生方式等与阻尼力的函数关系.并通过几个算例讨论了流体阻

尼的特性.建立波纹管式流体阻尼隔振器与活塞式流体阻尼隔振器的三参数模型,并进行了仿真计算.分析了隔振器阻尼大小对隔振器性能的影响;隔振

器的线性阻尼和非线性阻尼占不同比重时,激励能量对隔振器特性的影响.建立了活塞式流体阻尼隔振器和波纹管式流体阻尼隔振器的物理模型,并进行

了实验,验证了理论分析的正确性.理论分析和实验结果均表明:流体阻尼隔振器中同时存在线性阻尼和非线性阻尼;流体阻尼隔振器是否产生预期的隔

振效果决定于流体阻尼是否适当;流体阻尼隔振器隔振性能受激励能量影响的程度决定于激励能量对流体非线性阻尼的影响程度.运用三参数模型来分

析波纹管式流体阻尼隔振器是可行的.

6.期刊论文 杨平.钟毅芳.周济 确定性激励时多阻尼介质耦合型非线性隔振器传递率特性研究 -机械强度

2002,24(2)

基于抗大冲击并衰减振动的工程应用要求,提出一种多阻尼介质耦合型非线性隔振器的数学模型,该模型考虑了平方阻尼、线性阻尼、库伦阻尼及

非线性弹性元件的耦合;通过无量纲变换并结合傅里叶变换和谐波平衡法对模型进行了理论上近似求解;具体讨论了非线性特性参数变化引起的传递率

特性变化波动,分析结果表明多阻尼介质耦合型非线性隔振系统具有多变性态,特别是出现了共振前的低频减振特性,这些特性的呈现可能还与具体器件

的其他初始物理条件有关,其应用和控制有待于进一步器件模拟和机理研究.

7.期刊论文 杨平.Yang Ping 确定性激励时多介质藕合型非线性隔振器近似求解 -桂林电子工业学院学报

2000,20(4)

针对设备抗大冲击并兼顾减振的防护技术要求提出一种多介质藕合型非线性隔振器的数学模型,该模型考虑了平方阻尼、线性阻尼、库伦阻尼及非

线性弹性元件的藕合;通过巧妙的无量纲变换对模型进行了理论近似求解,并将理论求解结果与采用数值积分求解结果进行对比分析,分析表明理论求解

是可行的,因此所推导理论公式为进一步针对多介质藕合型非线性隔振系统的研究奠定了基础.

8.期刊论文 高永毅.陈安华.郭源君 金属橡胶隔振器的非线性动力学 -中国有色金属学报2009,19(12)

在考虑金属橡胶隔振系统的非线性刚度和非线性迟滞恢复力的基础上,建立金属橡胶隔振器的非线性动力学方程.采用谐波平衡法研究由基础激励

的金属橡胶隔振器的非线性振动特性和振动稳定性,导出频率响应方程,讨论非线性因素的影响,得出稳定区和不稳定压的分界线方程.结果表明:迟滞恢

复力所引起的非线性因素使主共振频率左移,并得出刚度非线性和迟滞恢复力的忽略条件.

9.期刊论文 陈翀.吴自恒.Chen Chong.Wu Ziheng 非线性钢丝绳隔振器特性及其应用 -西华大学学报(自然科学

版)1999,""(1)

通过对某掘进机振动的测试和分析,本文采用非线性钢丝绳隔振器作为掘进机电控箱的隔振装置.试验结果表明此种隔振器具有较好的隔振效果.

10.会议论文 王建华 非线性隔振器的隔振效率评价方法



引证文献(15条)

1.王光远.郑钢铁.韩潮 连接梁的非线性耦合振动分析与实验[期刊论文]-振动工程学报 2009(1)

2.韩德宝.宋希庚.薛冬新 橡胶减振器非线性动态特性的试验研究[期刊论文]-振动工程学报 2008(1)

3.安伟 掘进机电控箱隔振器的研究[期刊论文]-振动与冲击 2007(9)

4.曹利.冯奇.温建明 钢丝绳隔振器动态非线性阻尼模型的改进[期刊论文]-石家庄铁道学院学报 2007(3)

5.万叶青.范立民.齐煜 钢丝绳隔振器非线性特性分析[期刊论文]-振动与冲击 2007(7)

6.束立红.周炜.吕志强.黄映云 钢丝绳隔振器在大型机械设备的振动冲击隔离设计中的应用[期刊论文]-振动与

冲击 2006(4)

7.江国和.沈荣瀛.华宏星.吴广明 舰船机械设备冲击隔离技术研究进展[期刊论文]-船舶力学 2006(1)

8.赵荣国.徐友钜.陈忠富.胡绍全.黄西成 不同拉压特性结构振动分析的双线性近似方法[期刊论文]-振动与冲击

2005(1)

9.江国和 带限位器的舰船设备隔离系统冲击响应研究[学位论文]博士 2005

10.赵彤 基于Preisach迟滞非线性建模与神经网络自适应控制方案设计[学位论文]博士 2005

11.商孝鹏 舰船机电设备非线性抗冲击理论建模和实验研究[学位论文]硕士 2005

12.李金.张华良 磁流变液研究和应用[期刊论文]-上海大学学报(自然科学版) 2004(1)

13.赵荣国.徐友钜.陈忠富.胡绍全.黄西成.刘青林 一个新的非线性迟滞隔振系统动力学模型[期刊论文]-机械工

程学报 2004(2)

14.李文英 大型振动筛动力学分析及动态设计[学位论文]博士 2004

15.安伟.陆信.魏任之 非线性钢丝绳隔振器应用研究[期刊论文]-矿山机械 2003(11)





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