基于非線性能量吸振器的結(jié)構(gòu)一維振動(dòng)抑制分析.pdf

1、采用被動(dòng)控制裝置進(jìn)行吸振、減振(提高系統(tǒng)阻尼或能量耗散率)作為一種高效、魯棒性佳、易維護(hù)、小成本的方法已在機(jī)械、土木領(lǐng)域得到了最為廣泛的應(yīng)用。非線性能量阱(NES)類(lèi)型的振子具有寬頻吸振的特性，可利用其對(duì)風(fēng)或地震激勵(lì)下的高聳結(jié)構(gòu)及索結(jié)構(gòu)進(jìn)行減振。本文利用NES對(duì)懸臂梁及索的一維振動(dòng)進(jìn)行振動(dòng)控制研究。
　　 針對(duì)采用NES對(duì)高聳結(jié)構(gòu)的振動(dòng)抑制進(jìn)行了分析。通過(guò)建立懸臂梁-NES系統(tǒng)的偏微分運(yùn)動(dòng)方程，獲得了非線性模態(tài)的解析解，揭示了N

2、ES振子吸振的原理。建立了基于有限元的離散非線性動(dòng)力方程，對(duì)該系統(tǒng)的振動(dòng)特性隨NES振子各參數(shù)的變化進(jìn)行了研究。并與TMD進(jìn)行比較，結(jié)果顯示NES有較好的減振效果。且當(dāng)NES質(zhì)量較大時(shí)，減振效果顯著并優(yōu)于TMD，最大可使懸臂梁結(jié)構(gòu)振動(dòng)減為原來(lái)的20％。NES振子立方剛度組件的最優(yōu)值與其質(zhì)量及安裝位置弱相關(guān)，并隨著能量耗散部件阻尼系數(shù)的增加而增加，文中給出了兩者關(guān)系；立方剛度及阻尼系數(shù)實(shí)際取值與其最優(yōu)值若無(wú)大的偏差，則其減振效果基本不變，

3、這表明該振子具有十分好的魯棒性。最后給出NES振子立方剛度組件最優(yōu)值的經(jīng)驗(yàn)公式，為工程應(yīng)用提供指導(dǎo)。
　　 針對(duì)連接NES索的振動(dòng)抑制特性進(jìn)行了分析。建立索-NES系統(tǒng)的偏微分運(yùn)動(dòng)方程，求得非線性模態(tài)的解析解，揭示了NES振子吸振的原理。在非線性有限元分析中，建立了有限元離散非線性動(dòng)力方程，對(duì)該系統(tǒng)的振動(dòng)特性隨NES振子各參數(shù)的變化進(jìn)行了研究。研究結(jié)果揭示了存在最優(yōu)的振子參數(shù)使得索的振動(dòng)得到最大抑制。并與TMD振子的減振效果作了