滚珠式二重动力吸振器的参数设计

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1、西安建筑科技大学硕士学位论文滚珠式二重动力吸振器的参数设计专业：机械设计及理论硕士生：向重卫指导教师：张小龙教授摘要为了降低机械或结构的强迫振动响应，特别是共振点附近的振动响应，采用动力吸振器是一种很好的振动控制手段。其中，由于被动式动力吸振器不需要外部动力源，结构简单，稳定性和可靠性高，对窄频的激励力所引起的强迫振动有显著的抑制效果，因此在实际工程和科研领域有广泛应用。二重动力吸振器由两个动力吸振器并列组成，可以进一步提高振动控制效果、降低使用中参数偏离最优设计值时对控制性能造成的影响。滚珠式动力吸振器由吸振球和吸振凹面组成，结构简单，不需要弹簧，利用吸振球重力产生恢

2、复力。因此，本文在二重动力吸振器和滚珠式动力吸振器的基础上，提出了滚珠式二重动力吸振器，并通过理论分析和数值模拟等研究了动力吸振器的参数最优设计和振动控制性能。本文主要研究内容如下：（1）介绍了由弹簧、质量和阻尼器构成的动力吸振器动力学模型，通过解析与数值计算，得出了主系统振幅比的表达式，并根据定点理论进行优化设计，得出了系统的最优固有频率比和最优阻尼比。（2）基于拉格朗日方程建立了单一滚珠式吸振器的动力学模型，通过解析与数值计算，研究了该动力吸振器的吸振原理和主要参数对吸振效果的影响。利用P、Q定点理论进行优化设计，分析了定点的坐标特点，求解出了最优频率及阻尼。（3）

3、建立了滚珠式二重动力吸振器的数学模型，通过拉格朗日方程得到了该动力吸振器的振幅比表达式，围绕P、T、Q三定点理论对动力吸振器进行了参数优化设计，运用了MATLAB的fsolve函数和编程的方法来进行数值计算，得到了最优固有频率比和最优阻尼比，完成了优化设计。西安建筑科技大学硕士学位论文（4）为避免参数优化设计中的高次复杂方程组大量繁琐计算，对二重动力吸振器的数值计算方面进行了深入研究，为了提高计算速度和效率，运用MATLAB和其中的fsolve函数解决了复杂的计算问题，优化了计算方法。（5）在单一滚珠式动力吸振器的质量与二重滚珠式动力吸振器的质量相同的条件下，发现二重滚

4、珠式动力吸振器时主系统的总体振幅比更低，吸振效果更好。关键词：振动控制；动力吸振器；二重吸振器；滚珠；最优参数设计论文类型：应用研究2西安建筑科技大学硕士学位论文ParameterdesignofballtypedoubledynamicvibrationabsorberSpecialty：MechanicaldesignandtheoryName:XiangChongweiInstructor:Prof.ZhangXiaolongAbstractInordertoreducethemechanicalorstructuralforcedvibrationrespons

5、e,especiallythevibrationresponseneartheresonancepoint,theuseofadynamicvibrationabsorberisagoodmeansofvibrationcontrol.Amongthem,becausethepassivedynamicvibrationabsorberdoesnotrequireanexternalpowersource,thestructureissimple,thestabilityandreliabilityarehigh,theforcedvibrationcausedbyth

6、enarrow-bandexcitationforcehasasignificantinhibitoryeffect,soitiswidelyusedinpracticalengineeringandscientificresearchfields.Thedualdynamicvibrationabsorberiscomposedoftwodynamicvibrationabsorbers,whichcanfurtherimprovethevibrationcontroleffectandreducetheeffectonthecontrolperformancewhe

7、ntheparametersdeviatefromtheoptimaldesignvalue.Theballtypedynamicvibrationabsorberismadeupofvibrationabsorbingballandabsorbingconcavesurface.Thestructureissimple,noneedforspring,andtherecoveryforceisgainedbygravityofabsorberball.Therefore,onthebasisofthedualdynamicvibrati