顆粒阻尼的仿真與試驗(yàn)研究.pdf

1、顆粒阻尼是一項(xiàng)振動(dòng)被動(dòng)控制新技術(shù)，主要由填充在結(jié)構(gòu)空腔中的顆粒物質(zhì)通過碰撞和摩擦作用提供阻尼效應(yīng)，從而達(dá)到抑制結(jié)構(gòu)振動(dòng)的目的。該技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、效果顯著等優(yōu)點(diǎn)，且適用于高溫、腐蝕等惡劣環(huán)境。本文通過仿真和試驗(yàn)手段，著重研究了顆粒阻尼的減振機(jī)理和減振效果，并對(duì)其在直升機(jī)槳葉上的應(yīng)用進(jìn)行了初步探索。 對(duì)顆粒阻尼的仿真以離散單元法（DEM）為基礎(chǔ)。本文利用DEM的基本原理和計(jì)算方法，編制了顆粒阻尼的Visual Basic

2、仿真程序，并應(yīng)用該程序?qū)σ惶囟w粒阻尼器的阻尼耗能特性進(jìn)行了計(jì)算。計(jì)算結(jié)果的正確性經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證后得到了肯定，說明本文所編制的DEM仿真程序是可靠的。 為了探索顆粒阻尼在直升機(jī)槳葉上的應(yīng)用效果，本文分別對(duì)處于非旋轉(zhuǎn)狀態(tài)和旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的槳葉模型進(jìn)行了試驗(yàn)研究。針對(duì)非旋轉(zhuǎn)槳葉，通過對(duì)其進(jìn)行頻響函數(shù)測(cè)試與處理，得到了槳葉各階阻尼比，并以此作為顆粒阻尼效果的衡量標(biāo)準(zhǔn)。試驗(yàn)結(jié)果表明添加顆粒阻尼可使槳葉各階阻尼水平均得到明顯改善，且改善效果與外加

3、激振強(qiáng)度、顆粒阻尼安裝位置、顆粒填充率以及顆粒直徑等因素有密切關(guān)系。尤其在外加激勵(lì)強(qiáng)度較高時(shí)，顆粒體在槳葉內(nèi)部發(fā)生劇烈碰撞，可使槳葉的高階阻尼比提高一個(gè)數(shù)量級(jí)甚至更多。 借助直升機(jī)旋翼試驗(yàn)臺(tái)可實(shí)現(xiàn)對(duì)旋轉(zhuǎn)槳葉模型的振動(dòng)測(cè)量。為了說明顆粒阻尼對(duì)旋轉(zhuǎn)槳葉的減振效果，本文通過試驗(yàn)手段將槳葉在不同轉(zhuǎn)速和不同顆粒阻尼安裝條件下的揮舞和擺振加速度響應(yīng)進(jìn)行了測(cè)試和對(duì)比。結(jié)果表明，處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的顆粒阻尼可以克服離心力作用，在一定程度上降低旋轉(zhuǎn)槳