基于非線性能量吸振器的結構一維振動抑制分析.pdf

1、采用被動控制裝置進行吸振、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、小成本的方法已在機械、土木領域得到了最為廣泛的應用。非線性能量阱(NES)類型的振子具有寬頻吸振的特性，可利用其對風或地震激勵下的高聳結構及索結構進行減振。本文利用NES對懸臂梁及索的一維振動進行振動控制研究。
　　 針對采用NES對高聳結構的振動抑制進行了分析。通過建立懸臂梁-NES系統(tǒng)的偏微分運動方程，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力方程，對該系統(tǒng)的振動特性隨NES振子各參數(shù)的變化進行了研究。并與TMD進行比較，結果顯示NES有較好的減振效果。且當NES質(zhì)量較大時，減振效果顯著并優(yōu)于TMD，最大可使懸臂梁結構振動減為原來的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，并隨著能量耗散部件阻尼系數(shù)的增加而增加，文中給出了兩者關系；立方剛度及阻尼系數(shù)實際取值與其最優(yōu)值若無大的偏差，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)驗公式，為工程應用提供指導。
　　 針對連接NES索的振動抑制特性進行了分析。建立索-NES系統(tǒng)的偏微分運動方程，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力方程，對該系統(tǒng)的振動特性隨NES振子各參數(shù)的變化進行了研究。研究結果揭示了存在最優(yōu)的振子參數(shù)使得索的振動得到最大抑制。并與TMD振子的減振效果作了