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宇航学报 2002年第1期23卷 76-78页

作者：张希农李智明西安交通大学工程力学系西安710049 中国运载火箭研究院北京100076

本文在对长甲运载火箭仪器舱进行了试验模态分析的基础上 ,对长甲运载火箭仪器舱进行了可控约束阻尼层主被动一体化振动控制试验研究 ,研究结果表明。

关键词：振动控制试验可控约束阻尼层火箭仪器舱仪器安装板

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扁壳结构弯曲与扭转振动控制试验研究

实验力学 2017年第3期32卷 333-341页

作者：张亚红张蒙张帅张希农西安交通大学航天学院机械结构强度与振动国家重点实验室陕西省航天结构振动控制工程实验室西安710049 西安热工研究院有限公司西安710054

扁壳结构的弯曲与扭转振动控制对该类结构的应用具有重要意义。本文采用不影响壳体结构的粗压电纤维复合材料(MFC)作动器对其弯曲与扭转振动进行主动控制。建立局部表面粘贴MFC作动器的开口圆柱扁壳的动力学解析模型,得到了作动力和作... 详细信息

扁壳结构的弯曲与扭转振动控制对该类结构的应用具有重要意义。本文采用不影响壳体结构的粗压电纤维复合材料(MFC)作动器对其弯曲与扭转振动进行主动控制。建立局部表面粘贴MFC作动器的开口圆柱扁壳的动力学解析模型,得到了作动力和作动力矩的解析表达式,分析了扁壳结构上MFC作动器在弯曲与扭转振动控制中的作动机理。针对一开口碳纤维圆柱扁壳,设计了模糊PD控制器,开展了定频与随机激励下壳体弯曲与扭转振动控制试验,并与传统PD控制试验效果进行了对比。结果表明:MFC作动器在壳体弯曲和扭转振动控制方面作动能力突出;模糊PD控制器的控制效果优于传统PD控制器的控制效果。

关键词：扁壳弯扭振动模糊PD控制器 MFC作动器振动控制试验作动解析模型

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主动约束层阻尼结构振动控制试验研究

结构强度研究 2002年第2期 21-26页

作者：郝联盈姚起杭中国飞机强度研究所二室，陕西西安710065

基于主动约束层阻尼结构及独立模态振动控制方法，利用压电驱动器／传感器和粘弹性材料与薄板构成的复合层压阻尼结构，在理论研究的基础上^[1]，对一组悬壁板结构进行了试验研究，给出了部分试验研究结果，分析总结了主动约束层阻尼结... 详细信息

基于主动约束层阻尼结构及独立模态振动控制方法，利用压电驱动器／传感器和粘弹性材料与薄板构成的复合层压阻尼结构，在理论研究的基础上^[1]，对一组悬壁板结构进行了试验研究，给出了部分试验研究结果，分析总结了主动约束层阻尼结构的主要优缺点。

关键词：主动约束层阻尼结构振动控制试验独立模态粘弹性材料

采用ER阻尼器作斜拉索半主动振动控制的试验研究

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土木工程学报 2004年第1期37卷 50-55页

作者：陈勇孙炳楠楼文娟倪一清高赞明浙江大学土木系香港理工大学

提出了基于ER/MR阻尼器的半主动控制算法对斜拉索进行振动控制,并进行了振动控制试验。该算法建立在离散时间系统的基础上,并考虑了EP/MR阻尼器的力学特性而发展起来的,因此具有很大的应用价值。首先通过模态降阶的理论,减少了系统的自... 详细信息

提出了基于ER/MR阻尼器的半主动控制算法对斜拉索进行振动控制,并进行了振动控制试验。该算法建立在离散时间系统的基础上,并考虑了EP/MR阻尼器的力学特性而发展起来的,因此具有很大的应用价值。首先通过模态降阶的理论,减少了系统的自由度数目,使系统更易于控制。在阻尼器采用Bingham模型的半主动控制策略的基础上,应用更符合阻尼器实际力学特性的双粘性模型,提出了相应的改进办法。然后在试验室建立了缩尺比为1∶12的一根12m长的斜拉索试验模型,考虑到ER阻尼器与MR阻尼器具有相似的力学特性,选用ER阻尼器作为作动器,完成了斜拉索半主动振动控制的试验研究,并与理论结果进行了比较,两者吻合良好。

关键词：斜拉索 ER/MR阻尼器振动控制半主动振动控制振动控制试验

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高阻尼橡胶剪切型阻尼器的拉索减振试验

吉林大学学报（工学版） 2009年第S1期39卷 141-145页

作者：钱雪松胡兆同李加武刘万锋长安大学公路学院西安710064

利用高阻尼橡胶剪切耗能优于挤压耗能的特性,开发了一种外置式高阻尼橡胶剪切型拉索阻尼器对拉索进行减振控制。利用DASTLab5.0系列软件平台对拉索-阻尼器系统进行振动控制试验。试验工况分别考虑了有无阻尼器、阻尼器刚度、阻尼器安装... 详细信息

利用高阻尼橡胶剪切耗能优于挤压耗能的特性,开发了一种外置式高阻尼橡胶剪切型拉索阻尼器对拉索进行减振控制。利用DASTLab5.0系列软件平台对拉索-阻尼器系统进行振动控制试验。试验工况分别考虑了有无阻尼器、阻尼器刚度、阻尼器安装位置等对振动控制效果的影响。试验结果表明:该阻尼器设计方法可靠,安装阻尼器后拉索阻尼有了很大提高;频率对阻尼器减振性能的影响很小;阻尼器安装位置对拉索减振效果影响很大;刚度一定时对橡胶构件的面积和厚度需进行合理取值;高阻尼橡胶剪切型阻尼器具有较好的制振效果。

关键词：道路工程拉索剪切型阻尼器高阻尼橡胶振动控制试验

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基于磁流变阻尼器的半主动振动控制

基于磁流变阻尼器的半主动振动控制

作者：李彦清华大学

学位级别：硕士

动力机械是潜艇的主要振源之一,它引起低频和宽频振动。为减小振动向艇体传播,提高隐身性能,通常以被动隔振系统将动力机械与基座隔离。在低固有频率隔振器(例如固有频率≤2Hz的大载荷气囊)研究上的突破,使得系统隔振效果日益改善。但是... 详细信息

动力机械是潜艇的主要振源之一,它引起低频和宽频振动。为减小振动向艇体传播,提高隐身性能,通常以被动隔振系统将动力机械与基座隔离。在低固有频率隔振器(例如固有频率≤2Hz的大载荷气囊)研究上的突破,使得系统隔振效果日益改善。但是,低固有频率会导致系统在共振及受冲击时产生大位移。大阻尼比对抑制共振区和低频振动有非常显著的效果,但对于高频隔振,大阻尼比却会影响隔振效果。磁流变阻尼器是基于功能材料而提供可控阻尼力的新型器件,它具有响应迅速,输出力大,无级可调,变化过程可逆的特点。基于磁流变阻尼器,就能实时调整系统阻尼比,应对共振和低频振动,抑制大位移的产生,并使系统在各个频带均取得良好的隔振效果。本文通过试验数据分析了磁流变阻尼器的特性,建立了力学模型,经验证模型精确度较高,能描述控制电流对阻尼力的影响。研究了基于模型从所需阻尼力逆推出控制电流的算法,并用于阻尼力在线实时调整。基于双层隔振平台模型,建立了隔振系统的动力学方程,通过阻抗分析方法推导了系统的频响函数,研究了阻尼比在不同频段对振动传递和相对位移的影响。对模糊控制算法的原理进行了研究,设计了半主动振动控制器,利用Matlab工具对控制算法进行了仿真,并对仿真效果进行了分析。仿真结果表明,磁流变阻尼器的半主动振动控制能快速而有效地降低共振峰值,模糊控制算法使系统在低频以及一阶、二阶固有频率之间的隔振效果有显著提高,对于随机振动也有改善。基于DSP控制器,利用CCS编程工具将控制算法用软件实现,搭建了半主动振动控制平台,包括信号采集调理、A/D、D/A和模糊控制器等模块。在一个双层隔振平台上进行了半主动振动控制试验,采用信号发生器和激振器给系统输入不同频率的振动,采集下层质量块上的加速度信号作为指标来分析了半主动控制对隔振效果的影响。

关键词：磁流变阻尼器特性试验建模半主动振动控制模糊控制振动控制试验

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电磁式主动悬置设计与试验研究

电磁式主动悬置设计与试验研究

作者：丁乙华南理工大学

学位级别：硕士

随着汽车工业的发展,消费者对于汽车的NVH(Noise,Vibration and Harshness)性能也提出了越来越高的要求。为降低动力总成的振动噪声向车厢内的传递,主动悬置被越来越多的汽车厂商应用于中高端车上。本文适应市场需求,研制了一款电磁式... 详细信息

随着汽车工业的发展,消费者对于汽车的NVH(Noise,Vibration and Harshness)性能也提出了越来越高的要求。为降低动力总成的振动噪声向车厢内的传递,主动悬置被越来越多的汽车厂商应用于中高端车上。本文适应市场需求,研制了一款电磁式主动悬置,并针对电磁式主动悬置的振动控制进行了研究,主要工作如下:(1)根据电磁式主动悬置工作原理,计算了电磁作动器的设计参数,并设计了一款动磁式电磁作动器。有限元计算了动磁式电磁作动器的输出力-位移特性曲线并通过试验验证,分析了动子与静子之间气隙对电磁作动器输出力-位移特性的影响。在满足设计要求的前提下,选取输出力最大的一组气隙的电磁作动器,试验研究了该电磁作动器动态输出力与输入电流幅值、频率之间的关系。(2)基于动磁式电磁作动器,研制了电磁式主动悬置样件。以MTS作动头的振动加速度作为控制器的输入信号,控制电磁作动器的输出力,试验测得主动悬置在各激振频率下的最小动刚度和滞后角。研究结果表明:相比被动悬置(无控制),主动悬置的动刚度和滞后角显著降低,动刚度最高可降低60.2%,滞后角减小16.1°。(3)为研究主动悬置对动力总成和车身的振动控制效果,搭建了基于主动悬置的单自由度和二自由度振动控制试验台。建立了单自由度系统和二自由度系统的等效力学模型,识别了等效力学模型中的集总参数。在PID控制前后,分别计算和试验得到了单自由度系统中簧上质量加速度和二自由度系统中簧下质量加速度。研究结果表明:无论对于单自由度系统还是二自由度系统,PID控制的主动悬置均能够大幅衰减振动,具有良好的振动控制效果。研究成果对主动悬置的开发提供了技术支持,具有一定的工程应用价值。

关键词：主动悬置电磁作动器振动控制试验等效力学模型

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压电叠堆对梁板结构的主动隔振控制

压电叠堆对梁板结构的主动隔振控制

作者：朱倩莹武汉理工大学

学位级别：硕士

作为智能制造业的核心分支——精密仪器与设备的发展也异常迅速,呈现出智能化、整合化和精细化的趋势,在航空航天、土木工程、轨道交通、海洋工程等领域都有着巨大的潜在需求。但由于精密仪器的服役环境要求极高,要求平台必备出色的隔... 详细信息

作为智能制造业的核心分支——精密仪器与设备的发展也异常迅速,呈现出智能化、整合化和精细化的趋势,在航空航天、土木工程、轨道交通、海洋工程等领域都有着巨大的潜在需求。但由于精密仪器的服役环境要求极高,要求平台必备出色的隔振性能。一旦环境振动超过其允许值就会导致诸如加工精度下降、测试误差、产品失效,甚至会对仪器和设备造成损坏,后果难以预计。压电叠堆作为压电智能材料之一,兼具体小质轻出力大、控制频段广、控制精度高等优点适用于低频和微振的控制。因此,本文研制了基于压电叠堆作动原理的主动隔振器件,并在此基础上开发了模拟精密隔振试验系统,从振动加速度传递率方面进行试验分析与研究。本文主要内容如下:(1)压电叠堆的力学模型及性能研究压电叠堆由多层微米级别的PZT薄片沿极轴向胶叠成块,考虑其极化厚度方向的d效应推导出一维压电方程,采用有限元仿真对压电叠堆输出位移的影响因子进行验证。通过空载状态及约束状态下的输出分析,计算压电叠堆等效刚度,研究压电叠堆的静/动载作用下的力学模型。(2)梁板结构的有限元建模及模型降阶ANSYS有限元建模选用适当的单元可在保证分析精度的同时初步简化模型并降低模型单元及自由度数量,采用Guyan减缩法消除结构副自由度实现模型缩聚。并采用H范数对模型进一步降阶,按照对应模态对振型的贡献值实现模型降阶。通过对比降阶完成前后的幅频响应曲线及振动响应时程曲线,以及对钢板结构进行模态测试试验,验证有限元建模及降阶的正确性。(3)MCS主动控制策略的设计与应用基于MATLAB/Simulink编译MCS算法,构建状态观测器以通关固定位置响应观察结构整体状态可以实现状态控制,并验证MCS算法全局渐近稳定的。采用1000 Hz频段正弦激励及白噪声激励下,研究MCS控制算法追踪性能来表明MCS控制系统具备良好的追踪性及鲁棒性,实现良好的隔振效果。(4)压电主动隔振器的研制与试验研制可用于精密隔振的压电主动隔振器件,并以此为基础发开软硬件,搭建了以dSPACE为控制核心的模拟精密隔振试验系统,进行了刚性支撑、被动隔振、主动隔振的试验研究证明采用MCS控制的压电叠堆主动隔振可加速度幅值的有效衰减。

关键词：主动隔振压电叠堆 MCS控制算法振动控制试验精密仪器隔振

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汽车主动悬置设计与实验研究

汽车主动悬置设计与实验研究

作者：唐安特华南理工大学

学位级别：硕士

随着生活水平的提高,消费者对汽车乘坐舒适性要求越来越高。为了满足消费者对乘坐舒适性的要求,主动悬置被越来越多的汽车厂商应用于中高端车及三缸机汽车的动力总成减振中。本文适应市场需求,研制了一款电磁作动器驱动式主动悬置,并对... 详细信息

随着生活水平的提高,消费者对汽车乘坐舒适性要求越来越高。为了满足消费者对乘坐舒适性的要求,主动悬置被越来越多的汽车厂商应用于中高端车及三缸机汽车的动力总成减振中。本文适应市场需求,研制了一款电磁作动器驱动式主动悬置,并对其隔振性能进行了研究,论文的主要工作如下:1)对国内外主动悬置研究现状进行分析,并分析主动隔振的基本原理、主动悬置的结构类型及工作原理。经过对比各种结构类型主动悬置的特点,最终选用电磁作动器驱动式主动液压悬置为本文研究对象。2)根据动力总成振动激励特性和被动液压悬置结构,确定应用于主动悬置的作动器性能要求及各设计参数,并根据要求设计一款电磁作动器。为验证电磁作动器的输出特性,分别对其静动态特性进行仿真和试验研究。测试结果验证了仿真结果,且测试结果表明设计的电磁作动器满足工作性能要求。3)基于电磁作动器、液压悬置结构和悬置在整车中的安装位置,对主动悬置结构进行设计,并建立其集总参数模型,进而推导其数学模型,并采用有限元分析等方法,对模型参数进行了识别。基于集总参数模型,推导主动悬置的动刚度、滞后角数学模型,并借助MATLAB软件对主动悬置动态特性进行仿真研究,仿真结果表明设计的主动悬置满足工作性能要求。为了进一步验证主动悬置的工作性能,分别对主动悬置静态特性和动态特性进行试验研究。试验结果验证了建立的数学模型的有效性,且试验结果表明设计的主动悬置符合工作性能要求。此外,基于主动悬置的数学模型,通过仿真研究主动悬置各结构参数对其动态特性的影响,仿真结果为主动悬置的参数化设计及结构改进提供了指导。4)研制主动悬置单自由度隔振试验台和二自由度振动试验台,并建立单自由度试验台和二自由度试验台的集总参数模型,通过仿真和测试研究了主动悬置对振动的控制效果。研究结果表明:无论对于单自由度系统还是二自由度系统,控制后的主动悬置均能大幅衰减振动,具有良好的振动控制效果。本文所进行的研究对主动悬置的开发提供了技术支持,具有一定的工程应用价值。

关键词：主动悬置集总参数模型振动试验台振动控制试验

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形状记忆合金在整星隔振系统中的应用研究

形状记忆合金在整星隔振系统中的应用研究

作者：段楠沈阳航空航天大学

学位级别：硕士

在卫星发射阶段,其所处动力学环境非常恶劣,为了保证卫星在发射过程中不受破坏,应用整星隔振系统对卫星进行保护。形状记忆合金(Shape Memory Alloys)是一种具有广泛应用前景的功能材料,除具有形状记忆功能外,还有独特的伪弹性性能、耐... 详细信息

在卫星发射阶段,其所处动力学环境非常恶劣,为了保证卫星在发射过程中不受破坏,应用整星隔振系统对卫星进行保护。形状记忆合金(Shape Memory Alloys)是一种具有广泛应用前景的功能材料,除具有形状记忆功能外,还有独特的伪弹性性能、耐腐蚀性和高阻尼等特性,因而受到材料科学和工程界等各方面普遍重视,其应用范围已经涉及到航天、航空、机械、能源以及日常生活等领域。本文以形状记忆合金高阻尼特性为应用依托,把TiNiCu形状记忆合金嵌入整星隔振系统中,以期提高整星隔振系统的减振能力。具体完成的主要研究工作如下:首先,建立了含形状记忆合金的整星隔振系统的动力学模型,形状记忆合金的恢复力采用双线性双环滞后模型,利用多自由度振动分析的平均法求得整星隔振系统的幅频响应方程,并用数值方法分析方法计算出形状记忆合金对系统响应的抑制效果。其次,以TiNiCu形状记忆合金制成的悬臂梁为研究对象,通过实验得到其自由端的频响函数(FRF),利用模态识别的方法得到其模态阻尼比。实验结果验证了形状记忆合金的高阻尼特性。最后,在理论和实验的基础上,建立了含形状记忆合金的整星隔振系统的试验模型。通过对模拟卫星进行纵向振动控制试验,分析形状记忆合金对卫星整体的振动抑制效果。从理论分析和试验结果得到结论:形状记忆合金对于刚体卫星的加速度响应抑制效果在低频段可达到35.9%,在较高频段(220—700Hz)内振动抑制效果非常好(除了670Hz处的共振峰外),而且模拟卫星—隔振平台系统前三阶共振频率的改变在可容许的频段内(40—200Hz)。结果表明,通过设计一种结构简单的含形状记忆合金的整星隔振系统,便能完成卫星全频段(10—700Hz)的振动控制任务,满足航天发射的苛刻要求,提高结构可靠性。

关键词： Ti50Ni37.5Cu12.5合金整星隔振平均法模态阻尼比振动控制试验