O型鋼絲繩隔振器特性研究.pdf

1、鋼絲繩隔振器是一種典型的非線性隔振裝置，具有良好的剛度和阻尼特性，承載能力較高，不老化，能夠承受拉壓、剪切和橫滾三向載荷，廣泛應用于工業(yè)、國防和航空航天等領域以及其他敏感設備的沖擊和振動隔離。
　　目前應用較為廣泛的鋼絲繩隔振器主要有螺旋型、拱型和球型等幾種結構型式。然而，這些鋼絲繩隔振器一旦成型，其彈性阻尼特性已基本確定，而且損壞后不易維修。針對其不足，本文在國家自然科學基金項目(項目編號：51175525)的資助下，提出一種O

2、型鋼絲繩隔振器，該隔振器采用多個彼此獨立的鋼絲繩環(huán)作為彈性阻尼元件，由上下夾板將鋼絲繩環(huán)通過螺釘連接在一起。與傳統(tǒng)鋼絲繩隔振器比較，該隔振器能根據(jù)要求通過調整鋼絲繩環(huán)個數(shù)來改變隔振器的彈性和阻尼特性，而且結構簡單，裝夾方便，維修容易，組裝靈活。本文圍繞這種O型鋼絲繩隔振器開展研究，為設計和應用該隔振器奠定試驗和理論基礎。
　　本文主要研究內容如下:
　　1)設計制作一種O型鋼絲繩環(huán)焊接工裝，并提出了多步焊接工藝，成功制作出研

3、究所需的多規(guī)格 O型鋼絲繩繩環(huán)。在確定了隔振器加載方式以及安裝形式基礎上，分別設計和加工隔振器剪切、橫滾和拉壓方向上的三向試驗工裝夾具。這些研究為測試 O型鋼絲繩隔振器特性試驗的順利進行以及確保采集試驗數(shù)據(jù)的準確性奠定基礎。
　　2)提出了O型鋼絲繩隔振器試驗研究方案。獲得了O型鋼絲繩隔振器的結構參數(shù)（繩圈環(huán)數(shù)、鋼絲繩直徑、鋼絲繩環(huán)直徑和繩環(huán)的水平傾斜角度）以及激勵振幅和頻率對隔振器在剪切、橫滾和拉壓方向上動態(tài)遲滯阻尼特性的影響規(guī)

4、律。為O型鋼絲繩隔振器特性的后續(xù)研究提供了充分的試驗數(shù)據(jù)。
　　3)建立了一種改進的歸一化 Bouc-Wen理論分析模型，該模型在歸一化Bouc-Wen模型基礎上引進兩個多項式修正因子。實現(xiàn)了O型鋼絲繩隔振器剪切、橫滾和拉壓三向試驗動態(tài)遲滯特性的建模。仿真和試驗結果表明該模型能夠準確的描述O型鋼絲繩隔振器三向試驗遲滯特性。
　　4)提出了一種兩步混合集成法對O型鋼絲繩隔振器的理論分析模型參數(shù)進行識別研究，該參數(shù)識別方法含線性

5、最小二乘法和極限環(huán)法。數(shù)值仿真和試驗結果證實所采用的參數(shù)識別方法可以準確有效的識別出隔振器的所有模型參數(shù)。該方法不涉及迭代算法而且識別的模型遲滯曲線和試驗遲滯曲線吻合較好。
　　5)對含 O型鋼絲繩隔振器的單自由度非線性系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)響應進行了系統(tǒng)的研究。為了快速準確求解該系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應，提出一種迭代諧波平衡半解析法分析含O型鋼絲繩隔振器單自由度非線性系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)響應。該方法利用諧波平衡法形成一個非線性系統(tǒng)優(yōu)化問題，采用非線性信賴域反射迭代