顆粒阻尼及其控制的研究與應(yīng)用.pdf

1、顆粒阻尼技術(shù)是一種振動被動控制新技術(shù)。該技術(shù)利用結(jié)構(gòu)上現(xiàn)存的或附加的空腔，將顆粒體填入其中，結(jié)構(gòu)振動時顆粒體產(chǎn)生碰撞和摩擦，將機械能轉(zhuǎn)化為熱能和聲能，產(chǎn)生阻尼效應(yīng)；同時顆粒體與結(jié)構(gòu)間的動量交換也能起到抑制振動的作用。顆粒阻尼具有應(yīng)用環(huán)境范圍廣、對原結(jié)構(gòu)改動小、產(chǎn)生的附加質(zhì)量小、減振效果明顯等優(yōu)點，具有明顯的應(yīng)用前景。 目前對顆粒阻尼技術(shù)的研究處于起步階段，理論研究尚不完善。本文根據(jù)該項技術(shù)的特點，從理論和試驗兩方面對顆粒阻尼及其

2、控制進行了全面、深入細致的研究。主要工作是： 1、在前人研究的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)討論了顆粒物質(zhì)的屬性。在假定顆粒體為連續(xù)介質(zhì)的基礎(chǔ)上，采用莫爾圓強度理論，對顆粒體在簡諧激勵作用下的應(yīng)力狀態(tài)進行了分析，得到顆粒體處于極限應(yīng)力狀態(tài)時所對應(yīng)的激勵加速度理論值，即顆粒產(chǎn)生摩擦效應(yīng)所需的最小加速度，該值在顆粒阻尼技術(shù)當(dāng)中的地位極其重要。 2、對顆粒阻尼器在振動約化加速度 小于1和 大于1兩種情況下的損耗能量進行了研究分析。在約化加速度大

3、于1的情況下，采用完全非彈性蹦球力學(xué)模型推導(dǎo)出顆粒阻尼總損耗能量的理論表達式。 3、通過試驗對顆粒阻尼器的動態(tài)特性進行了系統(tǒng)研究。得到顆粒體沖擊力受約化加速度控制經(jīng)歷一系列倍周期性分岔的規(guī)律，并給出沖擊力的統(tǒng)一諧波表達形式。采用統(tǒng)計能量方法對顆粒阻尼產(chǎn)生的損耗功率和附加質(zhì)量進行了研究，發(fā)現(xiàn)顆粒阻尼器的損耗功率和附加質(zhì)量存在臨界點（轉(zhuǎn)捩點）現(xiàn)象，在臨界點之前，阻尼顆粒不損耗能量，附加質(zhì)量變化不明顯；臨界點之后，損耗功率隨激勵強度增

4、加而增大，損耗功率值由阻尼器振動速度幅值決定，附加質(zhì)量隨阻尼器加速度幅值的增加而變小，且對激勵頻率的變化不敏感。提出通過繪制損耗因子等高線圖的方式來確定顆粒阻尼器的最佳工作范圍，從而對顆粒阻尼減振效果進行預(yù)估的方法。 4、提出針對顆粒阻尼單自由度系統(tǒng)參數(shù)識別的恢復(fù)力曲面算法。在窄帶隨機激勵條件下，對不同振動水平、顆粒尺寸和填充率情況下的系統(tǒng)等效阻尼比和等效質(zhì)量進行了識別，得到了與簡諧激勵情況類似的結(jié)論。 5、對直流電磁場