带有NES-GMM的弹性支撑梁振动控制及能量采集研究

作     者：宁文龙 陈杰 常智勇 Ning Wenlong;Chen Jie;Chang Zhiyong

作者机构：交通运输部水运科学研究所北京100088 北京工业大学数学统计学与力学学院北京100124 北京工业大学机械结构非线性振动与强度北京市重点实验室北京100124 

出 版 物：《动力学与控制学报》 (Journal of Dynamics and Control)

年 卷 期：2024年第22卷第7期

页      面：50-58页

学科分类：08[工学] 080101[工学-一般力学与力学基础] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(12102015) 北京市教委科技计划一般项目(JCYJ20170818094653701) 

主　　题：惯容非线性能量阱 弹性支承 振动控制 能量采集 

摘      要：本文针对带有非线性能量阱-超磁致伸缩材料(NES-GMM)的弹性支承梁的振动抑制及能量采集问题开展了研究.基于哈密顿原理、伽辽金方法并考虑GMM的本构关系,推导了梁、NES及GMM的耦合控制方程.利用四阶龙格库塔方法对谐波激励下梁的响应进行了数值分析.本研究首先从时域和频域两个方面分析了NES-GMM对梁的振动抑制效果,随后探讨了外界激励频率变化对NES-GMM装置能量耗散及采集性能的影响.此外,本文还分析了NES的非线性刚度、线性阻尼、惯性系数及NES-GMM加载位置等参数对振动控制和能量采集效果的影响.研究结果表明,NES-GMM系统能有效降低弹性支承梁在谐波激励下的多模态横向振动,并在振动抑制与能量采集两方面展现出良好的独立性能.