工程界采用阻尼環(huán)抑制飛輪的發(fā)射段振動放大和在軌微振動,其抑振機理之一為動力吸振器。受飛輪工作環(huán)境的寬域溫差影響,阻尼環(huán)中采用的黏彈性材料的阻尼和剛度性能將發(fā)生變化,破壞有阻尼動力吸振器工作的最優(yōu)參數(shù)條件。針對該問題,進一步研究阻尼環(huán)各界面可能存在的干摩擦阻尼的影響機理。建立了黏彈性-干摩擦阻尼環(huán)-飛輪系統(tǒng)的多自由度集中參數(shù)模型,首先不考慮干摩擦阻尼,根據(jù)飛輪系統(tǒng)的有效模態(tài)質(zhì)量確定了黏彈性阻尼環(huán)的最優(yōu)參數(shù);然后以該最優(yōu)參數(shù)為初值,利用遺傳算法得到了干摩擦阻尼環(huán)和黏彈性-干摩擦阻尼環(huán)的最優(yōu)參數(shù)。對比分析了黏彈性阻尼環(huán)、干摩擦阻尼環(huán)和黏彈性-干摩擦阻尼環(huán)在最優(yōu)參數(shù)及非最優(yōu)參數(shù)下飛輪傳遞到基礎的擾動力響應。結(jié)果表明,干摩擦阻尼能進一步拓寬黏彈性阻尼環(huán)的抑振頻率范圍,并提高其魯棒性。 

【文章來源】：機械工程學報. 2020,56(23)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

摩擦力滯回曲線

喲サ愕奈灰疲??圖5所示。表3優(yōu)化變量的初值、變化范圍及最優(yōu)值參數(shù)初值變化范圍最優(yōu)值阻尼環(huán)剛度rk0.0280±50%0.0264切向剛度tk1[0.5,5]3.0860極限摩擦力κ0.3±50%0.2199由圖4可見，在兩個峰值之間干摩擦阻尼環(huán)和黏彈性阻尼環(huán)的抑振效果接近，但是在兩個峰值處響應曲線出現(xiàn)跳躍現(xiàn)象，可知若只采用干摩擦阻尼抑制飛輪振動，干摩擦阻尼的抑振效果不穩(wěn)定。圖4不同阻尼環(huán)時的傳遞力及位移響應圖5a、5b中，傾斜段(1-2、3-4)和水平段(2-3、4-1)分別對應摩擦接觸點的黏滯狀態(tài)和滑移狀態(tài)；由圖5b可見，摩擦接觸點的位移Xd始終與飛輪和阻尼環(huán)的相對位移Z保持同步變化；由于切向剛度大于阻尼環(huán)剛度的3倍(3tk)，因此摩擦接觸點處于滑移狀態(tài)的時間大于其處于黏滯狀態(tài)的時間，同時摩擦接觸點的位移dX與飛輪和阻尼環(huán)的相對位移Z大小接近。圖5b中摩擦接觸點的位移變化情況和圖5a中摩擦力滯回曲線的分段特性具有如下對應關系：對于黏滯狀態(tài)1-2段，摩擦接觸點的位移dX不變(極大值)，摩擦力nlF、飛輪和阻尼環(huán)的相對位移Z及位移差dXZ均由極大值減小至滑移狀態(tài)出現(xiàn)；對于滑移狀態(tài)2-3段，摩擦力nlF和位移差dXZ不變，

?(極小值)，摩擦力nlF、飛輪和阻尼環(huán)的相對位移Z及位移差dXZ均由極小值增大至滑移狀態(tài)出現(xiàn)；對于滑移狀態(tài)4-1段，摩擦力nlF和位移差dXZ不變，摩擦接觸點的位移dX及飛輪和阻尼環(huán)的相對位移Z均繼續(xù)增大至黏滯狀態(tài)出現(xiàn)。一個完整的摩擦力滯回環(huán)的形成過程，是摩擦接觸點的狀態(tài)周期性變化的結(jié)果。圖5摩擦力滯回曲線及摩擦接觸點的位移為了找出圖4中跳躍現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，計算兩個跳躍點處飛輪和阻尼環(huán)的相對位移、摩擦接觸點的位移及摩擦力滯回曲線，如圖6～8所示。首先由圖5可知，在兩個峰值對應的頻率之間(如g1處)，阻尼環(huán)有動力吸振的作用，此時圖5a中的摩擦力曲線是滯回環(huán)。圖6和圖7表明，當遠離峰值對應的頻率時(如低頻g5.0處或高頻g5.1處)，飛輪和阻尼環(huán)的相對位移及摩擦接觸點的位移都接近0，可知阻尼環(huán)基本沒有動力吸振的作用，此時圖8中的滯回環(huán)(g5.0和g5.1)趨近于直線�？紤]頻率由小到大變化，由圖6a和圖7a可見，從第一處跳躍出現(xiàn)，飛輪和阻尼環(huán)的相對位移及摩擦接觸點的位移在很窄的頻率范圍內(nèi)迅速變大，可知第一處跳躍是阻尼環(huán)的動力吸振效果產(chǎn)生(g5870.0)并增強(g0878.0)的過程；此時圖8a中滯回環(huán)的包絡面積也迅速變大，表明摩擦阻尼在一個振動周期內(nèi)消耗的能量增加。由圖6b和圖7b可見，從第二處跳躍出現(xiàn)，飛輪和阻尼環(huán)的相對位移及摩擦接觸點的位移在很窄的頻率范圍內(nèi)迅速變小，可知第二處跳躍是阻尼環(huán)的動力吸振效果開始減弱(g7080.1)并消失(g5099.1)的過程；此時圖8b中滯回環(huán)的包絡面積也迅速變小，?

【參考文獻】：
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博士論文
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本文編號：3099683