帶限位裝置的雙層抗沖隔振系統(tǒng)研究.pdf

1、雙層隔振系統(tǒng)在減振、降噪和抗沖方面的性能遠(yuǎn)優(yōu)于單層隔振系統(tǒng)，因此在工程中得到了廣泛的應(yīng)用。早在上個世紀(jì)六十年代雙層隔振系統(tǒng)就已用于艦船設(shè)備隔振，同時為了限制設(shè)備開啟和停車及沖擊時的大位移，通常在雙層隔振系統(tǒng)中安裝了彈性或剛性限位裝置。由于此類系統(tǒng)具有非光滑非線性特性，在理論上具有很大的難度。因此研究帶限位裝置的雙層隔振系統(tǒng)既有理論意義又有應(yīng)用價值。本文詳細(xì)研究了帶限位裝置的雙層隔振系統(tǒng)的建模方法和動力學(xué)特性，主要內(nèi)容包括以

2、下幾個方面。一、在經(jīng)典建模理論基礎(chǔ)上，發(fā)展了非線性無限位裝置的雙層隔振系統(tǒng)模型。建立的雙層隔振系統(tǒng)模型既符合實(shí)際情況，又考慮到了非線性項的影響。并采用攝動法得到了此非線性方程的近似解析解，通過與數(shù)值方法分析的比較，說明本文的攝動法是快速有效的，從而為研究帶限位裝置的隔振系統(tǒng)提供了理論基礎(chǔ)。二、導(dǎo)出了帶剛性限位裝置的雙層隔振系統(tǒng)的零階近似和一階近似碰撞龐加萊映射(Impact Poincaré Map)，建立了帶剛性限位裝置

3、的雙層隔振系統(tǒng)的零階近似和一階近似離散動力學(xué)模型，從而為確定系統(tǒng)的有效參數(shù)空間奠定了理論基礎(chǔ)。這一建模方法解決了抗沖隔振系統(tǒng)中亟待解決的帶剛性限位裝置的隔振系統(tǒng)的建模問題。采用該方法可以有效的對帶剛性限位裝置的隔振系統(tǒng)進(jìn)行定性的分析。實(shí)例分析指出，零階近似模型和一次模型的區(qū)別較大。三、考慮隨機(jī)擾動的影響，將本文建立的帶剛性限位裝置的雙層隔振系統(tǒng)的離散模型推廣到了隨機(jī)領(lǐng)域，探討性地提出了最大碰撞龐加萊映射(Maximum

4、Impact PoincaréMap)的概念，從而建立了帶剛性限位裝置的雙層隔振系統(tǒng)的零階近似和一階近似隨機(jī)離散模型。實(shí)例分析指出低強(qiáng)度的噪聲會對系統(tǒng)的性質(zhì)產(chǎn)生較大的影響，這是因為噪聲的存在改變了最大碰撞龐加萊映射函數(shù)，因此也改變了出現(xiàn)混沌的參數(shù)空間，低強(qiáng)度的噪聲有可能導(dǎo)致混沌的產(chǎn)生，也有可能抑制混沌的出現(xiàn)。四、發(fā)展了分析帶彈性限位裝置的雙層隔振系統(tǒng)的半數(shù)值半解析分析法，建立了帶彈性限位裝置的雙層隔振系統(tǒng)的動力學(xué)模型。并重

5、點(diǎn)分析了限位器剛度和限位器間隙的影響。分析此類問題常采用的數(shù)值方法，求解得精度和穩(wěn)定性在很大程度上依賴于數(shù)值計算方法，本文通過攝動法來求解，不但節(jié)省了計算時間，而且精度和穩(wěn)定性較高。算例分析指出，通過對限位器間隙的影響分析可以看出，常規(guī)的靠增大限位器間隙來減小限位器恢復(fù)力的方法，有時會導(dǎo)致隔振系統(tǒng)成為發(fā)散系統(tǒng)。通過對限位器剛度的影響分析得出，常規(guī)的靠增大限位器剛度來減小最大振幅的方法，有可能會使隔振系統(tǒng)進(jìn)入持續(xù)性接觸狀態(tài)