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阻尼颗粒分布形式对阻尼特性的影响

艾英  
【摘要】:颗粒阻尼技术主要通过填充在结构空腔中的颗粒物质产生碰撞和摩擦来提供阻尼效应,作为一种振动被动控制新技术,正引起人们越来越多的关注。该技术具有结构简单、成本低廉、效果显著、适用于极端恶劣环境等优点,具有广阔的应用前景。 目前,对颗粒阻尼器设计参数优化的研究尚不完善,根据文献检索,阻尼颗粒分布形式对阻尼特性影响的研究尚无人涉及。为提高颗粒阻尼特性,本文采用薄钢板对圆柱型阻尼器内部空间进行周向和纵向(沿阻尼器高度方向)均匀分隔,全面细致地研究了单体颗粒阻尼器做简谐运动时阻尼颗粒分布形式对阻尼特性的影响,并结合随机振动环境对悬臂梁进行试验研究。 本文主要工作包括: 1、利用稳态能量流法推导了垂直简谐激励下颗粒阻尼器损耗功率和损耗因子的计算公式,并利用LabVIEW编写数据采集程序,研究了不同分隔方式对颗粒阻尼器耗能特性的影响。对于周向分隔,在所研究的大部分振动区域,分隔数量的增加会使损耗功率有所下降;对于纵向分隔,阻尼效果和颗粒层高度(相对于分隔所得的子区域而言)有关。 2、研究了颗粒层高度对颗粒阻尼器耗能特性的影响,结果表明,在一定的振动环境下,存在一个合适的颗粒层高度使耗能达到最大。 3、将颗粒阻尼器应用于悬臂梁上,在随机激励下研究阻尼器在不同分隔情况下对悬臂梁阻尼比的影响,试验结果表明,在所研究激励范围内,对于周向分隔,悬臂梁的阻尼比随分隔数增多而减小,最大降幅可达37%;对于纵向分隔,悬臂梁的阻尼比随分隔数的增多而增大,最大增幅可达52%。


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