基于NES的空间桁架结构被动减振研究

摘要：

该文利用等效方法将由众多杆件构成的、离散的空间直线式桁架等效为连续梁,对等效梁附加NES(非线性能量阱)的桁架结构进行瞬态减振研究.通过等效方法将梁式桁架结构建模为等效线性连续系统(有限长度梁),并用有限元模型对其进行了验证.建立了含NES附件的等效悬臂梁的振动控制方程,并采用伽辽金法进行离散,分别分析了附加和不附加NES附件的梁在外激励下的横向振动位移响应.通过计算NES附件附着在结构的不同位置条件下的外激励响应,研究了NES对结构的振动抑制作用.此外,还研究了不同质量的NES附件在不同位置时结构的外激励响应,得到了NES附加质量对减振效果的影响.从结果可以看到,NES附件可以减弱X型桁架在瞬态激励作用下的响应,且当NES附件的质量增加时,系统的振动振幅下降更快,NES附件的能源消耗效率更高.同时还对比了NES被动减振和线性刚度阻尼减振器(TMD)的减振效果.结果 表明,在附加NES的结构中,在激励发生后的5 s左右时,结构振幅的衰减就达到了可观的程度,振幅下降的趋势更为陡峭,体现了NES优于线性刚度阻尼减振的良好减振效果.并通过实验验证了不同质量的NES附件的衰减效果,在梁的自由端施加相同的位移激励幅值(15 mm),在此情况下,NES附件的质量越大,悬臂梁结构的瞬态响应衰减效率越高.实验结果与理论计算结果吻合较好.

关键词：梁式桁架结构、等效连续模型、非线性能量阱、被动减振、实验验证

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分类号：TU311;P315.9(建筑结构)

资助基金：国家科技部针对主动脉弓病变新一代覆膜支架的研发项目2016YFE0117200

在线出版日期：2020-10-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：63-73