[发明专利]干摩擦阻尼隔振器等效阻尼确定方法

说明书

根据本发明所涉及的干摩擦阻尼隔振器等效阻尼确定方法，包括步骤1，建立干摩擦阻尼隔振器的理论模型；步骤2，对加载有载荷的隔振器进行扫频试验，步骤3，进行有限元仿真；步骤4，在进行有限元计算，步骤5，阻尼优化，步骤6，确定隔振器的实际等效阻尼C。本发明所涉及的干摩擦阻尼隔振器等效阻尼确定方法运用了试验测试和理论仿真相结合的方法，通过扫频振动试验获取隔振器的隔振曲线，并将该试验隔振曲线作为优化目标，以各频段的阻尼为变量，用有限元仿真方法确定来干摩擦阻尼隔振器的等效阻尼，为干摩擦阻尼隔振器等效阻尼的确定寻找到了一条新的有效方法。

技术领域

本发明属于机械领域，具体涉及一种等效阻尼确定方法。

背景技术

在非线性振动研究领域中，含有干摩擦阻尼的隔振系统受到了广泛关注。在机械结构中，干摩擦能够快速有效抑制外部干扰激励对系统产生的动力学响应，因而广泛应用于航空发动机叶片、晶体振荡器等结构的隔振中。

近些年，国内外学者对具有干摩擦的非线性隔振器构成的振动系统做了大量研究。例如白鸿柏等研究了粘性阻尼滞迟振子简谐激励响应的等效线性化计算方法；文献研究受简谐激励摩擦振子的周期运动行为，并对滑动过程进行求解和数值模拟。颜肖龙等从能量的角度将摩擦力等效为总体的粘性阻尼，对干摩擦阻尼的无谐振峰特性进行了研究。但是上述现有文献对摩擦力与阻尼、频率之间的对应关系均没有给出明确的等效方法。

发明内容

本发明运用试验测试和理论仿真相结合的方法，将阻尼值根据频率分成多个不同的频段，并用优化方法获得不同频段的阻尼值，为干摩擦阻尼隔振器等效阻尼的确定寻找到了一条新的有效方法。

本发明提供了一种干摩擦阻尼隔振器等效阻尼确定方法，具有这样的特征，包括以下步骤：

步骤1，建立干摩擦阻尼隔振器的理论模型，该隔振器的模型为包括刚度为K的弹簧和与所述弹簧并联的阻尼为C的一个弹簧阻尼单元；

步骤2，对加载有载荷M的所述隔振器进行扫频试验，分别测量所述隔振器的激励值和响应值并得到对应的隔振器激励曲线和隔振器响应曲线；

步骤3，进行有限元仿真，在有限元软件中建立所述隔振器的包括激励加载单元、弹簧阻尼单元以及载荷单元的有限元模型；

步骤4，在步骤3中的所述有限元模型中输入所述隔振器激励曲线进行有限元计算，得到有限元计算响应值以及对应的有限元计算响应曲线；

步骤5，阻尼优化，对所述有限元模型中的阻尼参数不断进行优化，对所述有限元计算响应曲线与所述隔振器响应曲线进行拟合,使得所述有限元计算响应曲线与所述隔振器响应曲线相吻合后得到最优的所述有限元计算响应曲线；

步骤6，从步骤5中得到的最优的所述有限元计算响应曲线中相应地得到所述有限元计算响应曲线的对应的优化的所述阻尼参数值，从而确定所述隔振器在载荷为M下的实际等效阻尼C。

在本发明提供的干摩擦阻尼隔振器等效阻尼确定方法中，还可以具有这样的特征，还包括：步骤7，根据步骤6中所述隔振器在载荷为M下的实际等效阻尼C，通过比例计算得到任意一个载荷为M×t下的理论等效阻尼C×t，其中，t为比例值，是一个常数。

另外，在本发明提供的干摩擦阻尼隔振器等效阻尼确定方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤1中所述阻尼C由干摩擦产生，其数值大小与受到的外部激励频率相关且随所述外部激励频率进行改变。

另外，在本发明提供的干摩擦阻尼隔振器等效阻尼确定方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤3中所述的有限元模型是使用商用软件HyperWorks软件中的CBush单元来模拟弹簧阻尼单元中的刚度K和阻尼C。

另外，在本发明提供的干摩擦阻尼隔振器等效阻尼确定方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤4中的所述隔振器激励曲线在所述有限元模型中的所述激励加载单元中输入。