O型鋼絲繩隔振器特性研究.pdf

1、鋼絲繩隔振器是一種典型的非線性隔振裝置，具有良好的剛度和阻尼特性，承載能力較高，不老化，能夠承受拉壓、剪切和橫滾三向載荷，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、國防和航空航天等領(lǐng)域以及其他敏感設(shè)備的沖擊和振動(dòng)隔離。
　　目前應(yīng)用較為廣泛的鋼絲繩隔振器主要有螺旋型、拱型和球型等幾種結(jié)構(gòu)型式。然而，這些鋼絲繩隔振器一旦成型，其彈性阻尼特性已基本確定，而且損壞后不易維修。針對(duì)其不足，本文在國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：51175525)的資助下，提出一種O

2、型鋼絲繩隔振器，該隔振器采用多個(gè)彼此獨(dú)立的鋼絲繩環(huán)作為彈性阻尼元件，由上下夾板將鋼絲繩環(huán)通過螺釘連接在一起。與傳統(tǒng)鋼絲繩隔振器比較，該隔振器能根據(jù)要求通過調(diào)整鋼絲繩環(huán)個(gè)數(shù)來改變隔振器的彈性和阻尼特性，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝夾方便，維修容易，組裝靈活。本文圍繞這種O型鋼絲繩隔振器開展研究，為設(shè)計(jì)和應(yīng)用該隔振器奠定試驗(yàn)和理論基礎(chǔ)。
　　本文主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1)設(shè)計(jì)制作一種O型鋼絲繩環(huán)焊接工裝，并提出了多步焊接工藝，成功制作出研

3、究所需的多規(guī)格 O型鋼絲繩繩環(huán)。在確定了隔振器加載方式以及安裝形式基礎(chǔ)上，分別設(shè)計(jì)和加工隔振器剪切、橫滾和拉壓方向上的三向試驗(yàn)工裝夾具。這些研究為測(cè)試 O型鋼絲繩隔振器特性試驗(yàn)的順利進(jìn)行以及確保采集試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性奠定基礎(chǔ)。
　　2)提出了O型鋼絲繩隔振器試驗(yàn)研究方案。獲得了O型鋼絲繩隔振器的結(jié)構(gòu)參數(shù)（繩圈環(huán)數(shù)、鋼絲繩直徑、鋼絲繩環(huán)直徑和繩環(huán)的水平傾斜角度）以及激勵(lì)振幅和頻率對(duì)隔振器在剪切、橫滾和拉壓方向上動(dòng)態(tài)遲滯阻尼特性的影響規(guī)

4、律。為O型鋼絲繩隔振器特性的后續(xù)研究提供了充分的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
　　3)建立了一種改進(jìn)的歸一化 Bouc-Wen理論分析模型，該模型在歸一化Bouc-Wen模型基礎(chǔ)上引進(jìn)兩個(gè)多項(xiàng)式修正因子。實(shí)現(xiàn)了O型鋼絲繩隔振器剪切、橫滾和拉壓三向試驗(yàn)動(dòng)態(tài)遲滯特性的建模。仿真和試驗(yàn)結(jié)果表明該模型能夠準(zhǔn)確的描述O型鋼絲繩隔振器三向試驗(yàn)遲滯特性。
　　4)提出了一種兩步混合集成法對(duì)O型鋼絲繩隔振器的理論分析模型參數(shù)進(jìn)行識(shí)別研究，該參數(shù)識(shí)別方法含線性

5、最小二乘法和極限環(huán)法。數(shù)值仿真和試驗(yàn)結(jié)果證實(shí)所采用的參數(shù)識(shí)別方法可以準(zhǔn)確有效的識(shí)別出隔振器的所有模型參數(shù)。該方法不涉及迭代算法而且識(shí)別的模型遲滯曲線和試驗(yàn)遲滯曲線吻合較好。
　　5)對(duì)含 O型鋼絲繩隔振器的單自由度非線性系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。為了快速準(zhǔn)確求解該系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，提出一種迭代諧波平衡半解析法分析含O型鋼絲繩隔振器單自由度非線性系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。該方法利用諧波平衡法形成一個(gè)非線性系統(tǒng)優(yōu)化問題，采用非線性信賴域反射迭代