[發明專利]干摩擦阻尼隔振器等效阻尼確定方法

有效

• 申請號: 201611136502.2
• 申請日: 2016-12-12
• 公開（公告）號: CN106777654B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 余慧杰;徐強;常維;許亞輝;張鑫侃
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/23;G06F119/14
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

根據本發明所涉及的干摩擦阻尼隔振器等效阻尼確定方法，包括步驟1，建立干摩擦阻尼隔振器的理論模型；步驟2，對加載有載荷的隔振器進行掃頻試驗，步驟3，進行有限元仿真；步驟4，在進行有限元計算，步驟5，阻尼優化，步驟6，確定隔振器的實際等效阻尼C。本發明所涉及的干摩擦阻尼隔振器等效阻尼確定方法運用了試驗測試和理論仿真相結合的方法，通過掃頻振動試驗獲取隔振器的隔振曲線，并將該試驗隔振曲線作為優化目標，以各頻段的阻尼為變量，用有限元仿真方法確定來干摩擦阻尼隔振器的等效阻尼，為干摩擦阻尼隔振器等效阻尼的確定尋找到了一條新的有效方法。

技術領域

本發明屬于機械領域，具體涉及一種等效阻尼確定方法。

背景技術

在非線性振動研究領域中，含有干摩擦阻尼的隔振系統受到了廣泛關注。在機械結構中，干摩擦能夠快速有效抑制外部干擾激勵對系統產生的動力學響應，因而廣泛應用于航空發動機葉片、晶體振蕩器等結構的隔振中。

近些年，國內外學者對具有干摩擦的非線性隔振器構成的振動系統做了大量研究。例如白鴻柏等研究了粘性阻尼滯遲振子簡諧激勵響應的等效線性化計算方法；文獻研究受簡諧激勵摩擦振子的周期運動行為，并對滑動過程進行求解和數值模擬。顏肖龍等從能量的角度將摩擦力等效為總體的粘性阻尼，對干摩擦阻尼的無諧振峰特性進行了研究。但是上述現有文獻對摩擦力與阻尼、頻率之間的對應關系均沒有給出明確的等效方法。

發明內容

本發明運用試驗測試和理論仿真相結合的方法，將阻尼值根據頻率分成多個不同的頻段，并用優化方法獲得不同頻段的阻尼值，為干摩擦阻尼隔振器等效阻尼的確定尋找到了一條新的有效方法。

本發明提供了一種干摩擦阻尼隔振器等效阻尼確定方法，具有這樣的特征，包括以下步驟：

步驟1，建立干摩擦阻尼隔振器的理論模型，該隔振器的模型為包括剛度為K的彈簧和與所述彈簧并聯的阻尼為C的一個彈簧阻尼單元；

步驟2，對加載有載荷M的所述隔振器進行掃頻試驗，分別測量所述隔振器的激勵值和響應值并得到對應的隔振器激勵曲線和隔振器響應曲線；

步驟3，進行有限元仿真，在有限元軟件中建立所述隔振器的包括激勵加載單元、彈簧阻尼單元以及載荷單元的有限元模型；

步驟4，在步驟3中的所述有限元模型中輸入所述隔振器激勵曲線進行有限元計算，得到有限元計算響應值以及對應的有限元計算響應曲線；

步驟5，阻尼優化，對所述有限元模型中的阻尼參數不斷進行優化，對所述有限元計算響應曲線與所述隔振器響應曲線進行擬合,使得所述有限元計算響應曲線與所述隔振器響應曲線相吻合后得到最優的所述有限元計算響應曲線；

步驟6，從步驟5中得到的最優的所述有限元計算響應曲線中相應地得到所述有限元計算響應曲線的對應的優化的所述阻尼參數值，從而確定所述隔振器在載荷為M下的實際等效阻尼C。

在本發明提供的干摩擦阻尼隔振器等效阻尼確定方法中，還可以具有這樣的特征，還包括：步驟7，根據步驟6中所述隔振器在載荷為M下的實際等效阻尼C，通過比例計算得到任意一個載荷為M×t下的理論等效阻尼C×t，其中，t為比例值，是一個常數。

另外，在本發明提供的干摩擦阻尼隔振器等效阻尼確定方法中，還可以具有這樣的特征：其中，步驟1中所述阻尼C由干摩擦產生，其數值大小與受到的外部激勵頻率相關且隨所述外部激勵頻率進行改變。

另外，在本發明提供的干摩擦阻尼隔振器等效阻尼確定方法中，還可以具有這樣的特征：其中，步驟3中所述的有限元模型是使用商用軟件HyperWorks軟件中的CBush單元來模擬彈簧阻尼單元中的剛度K和阻尼C。

另外，在本發明提供的干摩擦阻尼隔振器等效阻尼確定方法中，還可以具有這樣的特征：其中，步驟4中的所述隔振器激勵曲線在所述有限元模型中的所述激勵加載單元中輸入。