针对随机激励下振动系统的减振问题,提出了考虑摩擦与非线性阻尼的混联Ⅱ型惯容非线性能量阱(nonlinear energy sink,简称NES),建立了含新型NES主系统的动力学控制方程。首先,采用蒙特卡洛数值方法,研究了非线性刚度对减振性能的影响,...针对随机激励下振动系统的减振问题,提出了考虑摩擦与非线性阻尼的混联Ⅱ型惯容非线性能量阱(nonlinear energy sink,简称NES),建立了含新型NES主系统的动力学控制方程。首先,采用蒙特卡洛数值方法,研究了非线性刚度对减振性能的影响,当非线性刚度比κ_(21)逐渐增大时,主结构和混联Ⅱ型惯容NES的位移概率密度函数出现了双峰变为单峰,以及速度概率密度函数由单峰变为双峰的随机跳跃现象。主结构的位移概率密度函数对非线性刚度κ_(22)的敏感性比κ_(21)更高,κ_(22)最佳取值区间为200~1 000。其次,研究了噪声强度、阻尼比和惯质比对减振性能的影响,当噪声强度小于0.1或惯质比μ在0.1左右时,惯容NES的减振效果较好。虽然线性阻尼比λ_(1)和非线性阻尼比λ_(21)、λ_(22)增大会导致主结构和混联Ⅱ型惯容NES的概率密度函数出现分岔不稳定现象,但增大非线性阻尼比有助于改善惯容NES的减振性能。最后,采用差分进化法对惯容NES的参数进行了优化。本研究可为受随机激励的振动系统减振研究提供技术参考。展开更多
文摘利用线性弹簧斜向布置的几何非线性产生非线性恢复力,提出了引入非线性恢复力的水下涡激振动(VIV)发电系统.该系统通过单向轴承、齿轮齿条机构、增速箱和转子发电机,将钝体横向往复运动转变为发电机的单向旋转运动.建立了综合考虑流-固-电耦合的水下涡激振动发电系统动力学方程,利用非线性振动理论,获得了钝体非线性振动的静态平衡点分岔和不同稳态运动的区间,重点研究了PF-2SN和2PF-2SN两种静态分岔情况下钝体的非线性动力学行为,获得了不同流速下钝体振动的Poincaré映射、相图和幅频图,分析了钝体在单周期小幅运动、大幅混沌运动和准周期大幅运动等运动模式下的振动行为及运动规律,并计算了在钝体处于不同稳态运动时的发电机功率.结果表明:在PF-2SN分岔方式中,系统处于二稳态运动时的振动和发电具有明显优势,平均振幅比为2.18、发电功率最大值为24.45 W.而在2PF-2SN分岔方式中,系统处于三稳态运动时的振动和发电更具优势,平均振幅比为1.98、发电功率最大值为18.32 W.
文摘针对随机激励下振动系统的减振问题,提出了考虑摩擦与非线性阻尼的混联Ⅱ型惯容非线性能量阱(nonlinear energy sink,简称NES),建立了含新型NES主系统的动力学控制方程。首先,采用蒙特卡洛数值方法,研究了非线性刚度对减振性能的影响,当非线性刚度比κ_(21)逐渐增大时,主结构和混联Ⅱ型惯容NES的位移概率密度函数出现了双峰变为单峰,以及速度概率密度函数由单峰变为双峰的随机跳跃现象。主结构的位移概率密度函数对非线性刚度κ_(22)的敏感性比κ_(21)更高,κ_(22)最佳取值区间为200~1 000。其次,研究了噪声强度、阻尼比和惯质比对减振性能的影响,当噪声强度小于0.1或惯质比μ在0.1左右时,惯容NES的减振效果较好。虽然线性阻尼比λ_(1)和非线性阻尼比λ_(21)、λ_(22)增大会导致主结构和混联Ⅱ型惯容NES的概率密度函数出现分岔不稳定现象,但增大非线性阻尼比有助于改善惯容NES的减振性能。最后,采用差分进化法对惯容NES的参数进行了优化。本研究可为受随机激励的振动系统减振研究提供技术参考。
