复杂激励下隔振系统的功率流传递特性及主动控制

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1、摘要研究形状记忆合金在振动控制中的应用及从能量的观点对柔性耦合隔振系统进行主动控制在隔振控制领域具有重要的工程意义。本学位论文是国家自然基金的～个重要组成部分，对形状记忆合金的超弹性循环特性及在振动控制中的应用进行了分析研究，初步分析了合金材料在工程控制中的优越之处。并研究了多维柔性耦合浮筏隔振系统及复杂激励下多自由度柔性隔振系统的建模、动力学分析及主动控制方法等问题。本文的主要研究内容及创新点在于：通过形状记忆合金的各性能参数和本构方程模拟分析了合金在部分加卸载循环条件下的超弹性循环曲线，计算了预加

2、载合金的等效阻尼系数。随后结合具体的隔振系统模型，将形状记忆合金丝应用于模型中，分析了模型的动态特性和传递功率流表达式，模拟分析了形状记忆合金对模型的隔振效果，得出利用形状记忆合金作为阻尼材料与一般阻尼材料相比的优越之处和其随系统振幅和环境温度对系统隔振效果的影响。建立了多机组、多外扰的梁式主动浮筏隔振系统的动力学模型，推导了主、被动控制下的复杂浮筏隔振系统中各子系统的动态特性，得出了系统功率流的传递情况。采用单元素法分析了系统的各物性参数和安装特性等对被动浮筏系统功率流传递的影响，得出了对系统隔振性

3、能有利的因素；并对不同控制策略和方式下浮筏结构的功率流传递情况进行了研究，发现主动控制时的控制效果明显，在不同频域可采用不同的控制方式。建立了复杂激励下，多支承、多自由度基础板式柔性隔振系统的一般动力学模型，讨论了复杂激励下主被动控制时有限板基础上的功率流传递情况。研究表明：在同一个平面内的复杂激励下，在中低频域，能量主要是通过纵向振动传递，而在高频域，转动功率流的作用逐渐增强。在主动控制中，不同的控制策略可实现不同的控制效果和目的。最后利用已有的试验平台，对隔振系统的功率流传递特性进行了试验研究，并

4、将实验结果与理论计算进行了比较，验证了理论计算的】下确性和可靠山东大学硕士学位论文性。关键词形状记忆合金；超弹性等效阻尼；功率流；主动控制ABSTRACTItisavaluableresearchissueinthefieldofpracticalisolationengineeringtostudyonapplicationsofshapememoryalloyandinvestigatetheactivecontrolofflexiblecoupledisolationsystemfromthev

5、iewpointofpower．ThisthesisisanimportantpartoftheprojectofNationalNaturalScienceFoundationofChina．Thesuper-elasticeffectofshapememoryalloyanditsapplicationsinvibrationcontrolarestudied，thesuperiorityofthealloyareanalyzedinengineering．Themodel，thedynamicc

6、haracteristicsandactivecontrolofflexiblecoupledfloatingraftisolationsystemandmulti—，degree-of-freedomflexibleisolationsystemarestudied．Themainresearchandcreativeworkareasfollows：Thesuper-elasticcirclecurvesofshapememoryalloyaresimulatedunderpart·loading

7、saccordingtomaterialparametersandconstitutiveequations．Theequivalentdampcoefficientofthepre-loadingshapememoryalloythresdsisdeduced．Whereafter，shapememoryalloythresdsareappliedtothemodelsofisolationsystems，andthedynamiccharacteristicsofthemodelsandpower

8、transmissionsareanalyzed．Theeffectsofvibrationisolationofshapememoryalloytothesystemsareanalyzed．Thesuperioritiesofshapememoryalloytogeneraldampmaterialsanditseffectsofvibrationisolationchangedwithsystemamplitudesandsurroundingst