试述控制反馈制约摩擦阻尼器设计及耗能机理

论文导读：摘要7-9Abstract9-11第一章绪论11-211.1课题探讨背景和作用11-121.2减振策略及常用耗能装置探讨近况12-161.2.1常用振动制约策略12-141.2.2耗能装置探讨近况14-161.3摩擦阻尼器耗能机理及影响因素探讨16-181.

3.1基本论述161.2摩擦阻尼器模型16-171.3摩擦阻尼器性能试验探讨

摘要：振动是常见的物理现象，剧烈振动会造成建筑、机械等结构的部分或整体的损坏。振动已成为影响机械结构性能、可靠性以及利用寿命的重要因素。为保证建筑结构、机械设备等的正常运转，振动制约已成为设计工作中重要的考虑因素。在机械结构中安装耗能装置可以实现振动的有效制约。在常用耗能装置中，摩擦阻尼器是常用耗能结构，具有耗能减振效果好、低廉、取材方便，运用广泛等优点。但该技术进展中面对一些不足：一是摩擦阻尼器的阻尼力单一、调节范围小；二是阻尼器多为被动制约，阻尼力不能有效利用振源信号进行制约而发挥更好的制约振动效果。为使摩擦阻尼器能够利用振源信号调整阻尼力，使其获得更理想的耗能减振效果，本论文将库伦摩擦模型、半主动制约等论述结合，设计一种反馈制约摩擦阻尼器，并对其耗能机理进行探讨。课题探讨的反馈制约摩擦阻尼器利用被控结构振动位移信号进行阻尼力反馈制约，使其耗能能力随振动剧烈程度进行自动调整，得到最好的减振效果。本论文首先进行了反馈制约摩擦阻尼器的结构设计；然后根据阻尼器增力作用原理和库伦摩擦论述建立了阻尼器数学模型，采取数值计算、有限元仿真的策略，探讨了该阻尼器的增力性能和耗能机理；最后，分别对阻尼器进行静态、动态耗能性能试验探讨。第一、设计一种结构合理，耗能性能良好的反馈制约摩擦阻尼器。该阻尼器利用被控结构的位移反馈信号进行内部压力调控，实现输出阻尼力随被控结构振动剧烈程度而调整。对新型阻尼器的关键部件进行强度、刚度浅析，提升结构安全性和可靠性。第二、根据反馈制约摩擦阻尼器作动原理，结合油液-增压气室和库伦模型建立数学模型。利用Matlab数值浅析软件进行数值仿真浅析，探讨作动杆直径、增压气室初始体积、初始压力等参数对阻尼器耗能性能的影响。在此基础上，得到阻尼器论述力-位移滞回曲线。第三、对影响反馈制约摩擦阻尼器性能的油液-增压气室、作动杆结构及尺寸进行有限元流固耦合仿真浅析，得到内部流体压力变化对输出阻尼力的影响，得到阻尼器仿真力-位移滞回曲线。除此之外，浅析内部流体压力变化对作动杆输出抗力的影响。该抗力对输出阻尼力具有重要影响。对阻尼器加载不同频率和振幅的振动信号，探讨被控结构振动变化对阻尼器输出阻尼力的影响。第四、依据上面陈述的论述和仿真浅析结果，设计、制造阻尼器的样机进行阻尼器耗能性能静态、动态试验。将试验结果与论述、仿真浅析结果进行比较，验证阻尼器耗能机理的正确性。依照实验结果，修正论述和仿真浅析模型，提升浅析的准确。关键词：振动制约论文摩擦阻尼器论文反馈制约论文耗能机理论文
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Abstract9-11
第一章 绪论11-21

1.1 课题探讨背景和作用11-12

1.2 减振策略及常用耗能装置探讨近况12-16

1.2.1 常用振动制约策略12-14

1.2.2 耗能装置探讨近况14-16

1.3 摩擦阻尼器耗能机理及影响因素探讨16-18

1.3.1 基本论述16

1.3.2 摩擦阻尼器模型16-17

1.3.3 摩擦阻尼器性能试验探讨17-18

1.4 摩擦耗能器在半主动制约中的运用18-19

1.4.1 振动制约运用探讨18

1.4.2 阻尼器反馈制约策略探讨18-19

1.5 课题主要探讨内容19-20

1.6 本章小结20-21

第二章 反馈制约摩擦阻尼器设计21-29

2.1 反馈制约摩擦阻尼器结构设计21-22

2.2 反馈制约摩擦阻尼器工作原理22-23

2.3 阻尼器关键部件设计及浅析23-28

2.3.1 活塞体设计23-25

2.3.2 外壳体设计25-26

2.3.3 增压气室设计26-27

2.3.4 作动杆设计27

2.3.5 活塞销设计27-28

2.4 本章小结28-29

第三章 反馈制约摩擦阻尼器耗能性能及参数浅析29-39

3.1 恢复力模型29-30

3.2 静态耗能性能探讨30-31

3.3 动态耗能性能探讨31-34

3.4 耗能性能论述浅析34-37

3.5 阻尼器性能影响参数探讨37-38

3.5.1 增压气室初始状态的影响37-38

3.5.2 作动杆参数对阻尼器性能的影响38

3.6 本章小结38-39

第四章 阻尼器性能仿真浅析论文导读：析41-444.2.1阻尼器有限元模型41-424.2.2阻尼力仿真浅析42-444.3本章小结44-45第五章反馈制约摩擦阻尼器试验探讨45-575.1样机设计制造455.2试验装置45-465.3试验案例46-535.3.1阻尼器静态性能试验47-495.3.2动态性能试验49-515.3.3试验结果比较51-535.3.4动态性能正交试验535.4试验数据结果浅析53-565.5本章小
39-45

4.1 反馈制约-增力性能仿真浅析39-41

4.

1.1 油液-增压气室有限元模型39-40

4.

1.2 油液-增压气室仿真浅析40-41

4.2 反馈制约摩擦阻尼器阻尼力仿真浅析41-44
4.

2.1 阻尼器有限元模型41-42

4.

2.2 阻尼力仿真浅析42-44

4.3 本章小结44-45
第五章 反馈制约摩擦阻尼器试验探讨45-57

5.1 样机设计制造45

5.2 试验装置45-46

5.3 试验案例46-53

5.

3.1 阻尼器静态性能试验47-49

5.

3.2 动态性能试验49-51

5.

3.3 试验结果比较51-53

5.

3.4 动态性能正交试验53

5.4 试验数据结果浅析53-56

5.5 本章小结56-57

第六章 结论与展望57-59

6.1 结论57-58

6.2 展望58-59

参考文献59-63
致谢63-65
附录65