圓柱形顆粒阻尼器減振特性的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、振動(dòng)是人們?nèi)粘Ｉ钆c工程實(shí)踐中普遍存在的一種現(xiàn)象，經(jīng)常會(huì)對(duì)生產(chǎn)、生活造成消極的影響。隨著結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制方法與技術(shù)的研究與應(yīng)用的發(fā)展，探求新型并且行之有效的振動(dòng)控制方法越來越被人們所重視。單純依賴改變系統(tǒng)結(jié)構(gòu)自身的固有振動(dòng)周期來對(duì)振動(dòng)進(jìn)行抑制的手段，其有效性與對(duì)振動(dòng)的抑制效率常常會(huì)受到制約，而依靠改善系統(tǒng)結(jié)構(gòu)本身的阻尼特性來提高系統(tǒng)對(duì)振動(dòng)的抑制能力可以在更廣、更高的激勵(lì)響應(yīng)頻率范圍內(nèi)有效的抑制振動(dòng)，降低振動(dòng)對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)工作性能的影響。

2、　　非阻塞性顆粒阻尼(Non-Obstructive Particle Damping，簡稱NOPD)是二十世紀(jì)90年代在傳統(tǒng)的沖擊阻尼與顆粒阻尼技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種對(duì)振動(dòng)進(jìn)行被動(dòng)控制，可以應(yīng)用于惡劣工作環(huán)境的新型的復(fù)合阻尼減振技術(shù)，能夠顯著提高系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的阻尼特性，對(duì)系統(tǒng)的振動(dòng)響應(yīng)起到很好的抑制作用。顆粒阻尼技術(shù)是通過在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)振動(dòng)的傳遞路徑以及方向上，在結(jié)構(gòu)中附加顆粒阻尼器或者利用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)自身已有或者加工所得到的孔洞，在其中填充

3、適量的金屬阻尼顆?；蛘叻墙饘僮枘犷w粒。當(dāng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)受到激勵(lì)產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)，所填充的阻尼顆粒之間通過隨機(jī)不連續(xù)的撞擊與摩擦，不斷地進(jìn)行動(dòng)量交換，從而消耗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的振動(dòng)能量，達(dá)到抑制振動(dòng)的目的。利用非阻塞性顆粒阻尼對(duì)振動(dòng)進(jìn)行抑制的方法具有許多優(yōu)點(diǎn):對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的改動(dòng)量很小;可以顯著改善系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的阻尼特性;適用于惡劣的工作環(huán)境;阻尼性能不會(huì)隨著時(shí)間而降低等。
　　本文將對(duì)非阻塞性顆粒阻尼這一對(duì)振動(dòng)進(jìn)行被動(dòng)控制的技術(shù)作進(jìn)一步的研究，主要包括以下幾

4、個(gè)方面:
　　1.對(duì)用于顆粒阻尼技術(shù)仿真的散體單元法基本原理進(jìn)行闡述，并根據(jù)散體力學(xué)的基本理論，建立顆粒阻尼的力學(xué)模型。通過所建立的力學(xué)模型，對(duì)阻尼顆粒間以及阻尼顆粒與阻尼容器的器壁間的碰撞與摩擦耗能進(jìn)行分析，并建立耗能的數(shù)學(xué)模型。
　　2.對(duì)簡支梁模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察并分析顆粒阻尼方法對(duì)系統(tǒng)振動(dòng)的抑制作用。
　　3.針對(duì)現(xiàn)今在顆粒阻尼方法的實(shí)際應(yīng)用中仍沒有確定的設(shè)計(jì)應(yīng)用準(zhǔn)則這一問題，對(duì)影響顆粒阻尼方法抑制系統(tǒng)振動(dòng)效果的

5、各個(gè)影響因素，利用簡支梁模型進(jìn)行振動(dòng)實(shí)驗(yàn)。測試、觀察并總結(jié)出各個(gè)因素對(duì)顆粒阻尼方法減振效果的影響趨勢，從而得出與相應(yīng)影響因素相關(guān)的在實(shí)際應(yīng)用中的設(shè)計(jì)應(yīng)用準(zhǔn)則。并根據(jù)所得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)影響趨勢進(jìn)行函數(shù)擬合，從而得到影響趨勢的具體曲線以及數(shù)學(xué)表達(dá)式。
　　4.根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得的各個(gè)因素對(duì)顆粒阻尼方法抑制振動(dòng)效果的影響趨勢及其函數(shù)表達(dá)式，計(jì)算在給定條件下系統(tǒng)對(duì)激勵(lì)的響應(yīng)。并針對(duì)所給定的條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)所得的實(shí)際數(shù)據(jù)與計(jì)算所得的響應(yīng)幅值進(jìn)