非線性能量阱（Nonlinear energy sink,NES）是一種具有優(yōu)異吸振性能的非線性吸振器,可有效降低振動(dòng)對(duì)結(jié)構(gòu)的危害,然而當(dāng)主結(jié)構(gòu)受到的簡(jiǎn)諧激勵(lì)增大或/和環(huán)境溫度升高,系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生高分支響應(yīng),導(dǎo)致NES部分或完全失效。本文首先分析了簡(jiǎn)支梁在熱環(huán)境下的振動(dòng)特性,然后在不同激勵(lì)和熱效應(yīng)作用下,重點(diǎn)研究了NES對(duì)簡(jiǎn)支梁的振動(dòng)抑制和高分支響應(yīng)的消除效果。采用一階剪切變形理論描述簡(jiǎn)支梁的幾何變形,運(yùn)用Hamilton原理推導(dǎo)熱環(huán)境下簡(jiǎn)支梁的非線性動(dòng)力學(xué)方程。計(jì)算在不同溫度下簡(jiǎn)支梁的固有頻率,同時(shí)與有限元仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證理論模型的正確性。分析表明,熱應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)剛度的影響是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)固有振動(dòng)頻率降低的主要原因。在不同激勵(lì)幅值和不同溫度下,分析了簡(jiǎn)支梁的非線性幅頻響應(yīng)特性。利用并聯(lián)NES抑制簡(jiǎn)支梁的振動(dòng),對(duì)比研究了并聯(lián)NES和單NES的吸振性能。推導(dǎo)出簡(jiǎn)諧激勵(lì)作用下系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程并利用數(shù)值方法對(duì)其進(jìn)行分析。通過(guò)對(duì)單NES和并聯(lián)NES的安裝位置和參數(shù)的研究發(fā)現(xiàn),常溫下,并聯(lián)NES的吸振性能優(yōu)于等質(zhì)量的單NES�？紤]主結(jié)構(gòu)共振頻率隨溫度的變化,在不同溫度下對(duì)單NES和并聯(lián)NES的剛度進(jìn)行... 

【文章來(lái)源】：天津理工大學(xué)天津市

【文章頁(yè)數(shù)】：60 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

變形前后的簡(jiǎn)支梁的幾何形狀

2 10 1 1 1 1 12 2134Aw w AI w w S w wl lπ π + μ + + += f cos(Ω t )4 2 3 41 20 2 2 2 2 22 23 4Aw w AI w w S w wl lπ π + μ + + += f cos(Ω t )2 2 2 212 2 2 2TC N CSl l Cl Dπ π ππ= +，2 2 2 222 2 2 4 4 44TC N CSl l Cl Dπ π π= +式(2-17)可以看出，加載溫度場(chǎng)的系統(tǒng)的剛度項(xiàng)1S 和2S 等于常溫應(yīng)力TN 附加的剛度項(xiàng)，即說(shuō)明由于熱應(yīng)力的存在，會(huì)導(dǎo)致系銹鋼作為簡(jiǎn)支梁的材料，其性能參數(shù)為：材料密度ρ = 7750 kgPa，泊松比 ν = 0.31，剪切模量 G = 73.664GPa，梁的高度 h =長(zhǎng)度 l = 1000mm。由式(2-16)可計(jì)算得到在不同定常溫度場(chǎng) Δ頻率1f 和第二階固有頻率2f 的理論值。仿真及數(shù)值驗(yàn)證

圖 2-3 簡(jiǎn)支梁的第一階振型云圖圖 2-4 簡(jiǎn)支梁的第二階振型云圖支梁在不同溫差和激振力下的非線性響應(yīng)減小計(jì)算量和便于后續(xù)的仿真分析，需要對(duì)已推導(dǎo)的常微分非線性動(dòng)行無(wú)量綱化，首先引入以下無(wú)量綱變量：41 1 2 24f Ehw w h w w h fl= ， = ， =，1 23 20 02TTN EN I I lhtlElthρρ = = = ， ，1 21 222 E h( )Elμ ρρμ Ω = ，2 3 2 AEh BEh CEh DEA B C Dl l l l= ， = ， = ， =

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3320718