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摘要:一种半主动非线性能量阱减振系统,由振子、摩擦导轨、底板、气弹簧、支承平台、螺栓、气泵、导管、转接头、系统识别装置和信号传输线组成。振子在外界激励下沿摩擦导轨来回滑动,通过摩擦副耗散系统振动能量,且振子的运动改变气弹簧的内部气体压强,控制系统构造的几何非线性叠加上气弹簧自身的非线性,使控制系统表现出强非线性特征,质量块的冲程得到有效降低;系统识别装置实时判断并调整系统的非线性刚度,使得系统始终保持在最优控制频率区间内工作,从而进一步提高系统的振动控制效果;同时,系统识别装置可以识别振子在环境激励下的振动频率并将其调整至预设频率,保证控制系统在主体结构发生下一次振动时具有较好的初始振动控制效果。
主权项:1.一种半主动非线性能量阱减振系统的使用方法,其特征在于,该系统包括振子(1)、摩擦导轨(2)、底板(3)、气弹簧(4)、支承平台(5)、螺栓(6)、气泵(7)、导管(8)、转接头(9)、系统识别装置(10)、信号传输线(11);所述振子(1)为倒“凹”字型,底部与摩擦导轨(2)的接触摩擦面(102)为高碳钢,且振子(1)左右两边设置振子半圆形销轴(101)用于与气弹簧(4)连接;所述摩擦导轨(2)的上表面和左右表面均设置摩擦副,摩擦导轨(2)与底板(3)焊接固定;所述气弹簧(4)的推拉杆(401)的末端是与振子(1)连接的气弹簧半圆形销轴(402),气弹簧(4)的末端也是气弹簧半圆形销轴(402),气弹簧(4)通过换气口(403)调整内部气压,气弹簧(4)内部填充气体为空气或惰性气体;所述气弹簧(4)拉力的水平分量与振子(1)的水平位移成三次方关系,且气弹簧(4)自身刚度与推拉杆(401)的轴线位移成非线性关系,以此增强控制系统的非线性程度,获得更宽的减振频带;所述支承平台(5)的底部通过螺栓(6)与底板(3)连接固定,支承平台(5)的纵向钢板(502)中央设置有与气弹簧(4)连接的一对支承平台半圆形销轴(501),纵向钢板(502)靠近气弹簧(4)的一侧焊接有加劲肋(503)用于提高支承平台(5)的抗侧刚度;所述气泵(7)具有输气口(701)和抽气口(702)用于控制气弹簧(4)的内部压强,气泵(7)通过螺栓(6)固定在振子(1)上,导管(8)用于输送气弹簧(4)和气泵(7)的气体,转接头(9)用于将两个气弹簧(4)同时连接到气泵(7)中,保证两个气弹簧(4)的内部压强相同;其中,振子(1)与摩擦导轨(2)紧密连接,摩擦导轨(2)与振子(1)的三个接触面设置有摩擦副用于提供稳定的摩擦力进行耗能,且摩擦导轨(2)固定在底板(3)上;气弹簧(4)的初始设置方向垂直于摩擦导轨(2),气弹簧(4)的一端与振子(1)两边的振子半圆形销轴(101)连接,气弹簧(4)的另一端与支承平台(5)的支承平台半圆形销轴(501)连接;气弹簧(4)的气压由气泵(7)通过导管(8)和转接头(9)进行调控,具体调控值由系统识别装置(10)给出,并通过信号传输线(11)将指令输送至气泵(7);该系统使用方法:所述的系统识别装置(10)用于实时收集并识别振子的频率并判断其是否处于最优频率范围内,其指令通过信号传输线(11)控制气泵(7)在系统安装时、系统工作时以及系统工作完成后的工作状态,使其提高、维持或降低气弹簧(4)的内部压强,以此达到对减振系统非线性刚度的调控;所述的系统识别装置(10)实时识别出系统的频率,并判断该频率是否偏离最优频率范围5%以上,若偏离最优频率区间则对气泵(7)发出指令调整气弹簧(4)的内部压强,使系统频率处于最优频率区间内;所述的系统识别装置(10)收集并识别振子(1)在环境激励下的频率,并判断其是否等于预设频率,若偏离预设频率则调整系统频率至预设频率,振子(1)停止振动后依旧可调整气弹簧(4)的内部压强,使其在主体结构发生下一次振动时具有初始振动控制效果。
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