降低结构动响应的阻尼器位置及参数优化

文章编号：1006-1355(2013)02-0015-04

降低结构动响应的阻尼器位置及参数优化

王明旭,1王美春,2李奇志3

(1.河南工业大学机电工程学院，郑州450007；

2.内蒙古一机集团北方实业有限公司，包头014032；

3.南京电子技术研究所，南京210039）

摘要：针对振动系统中阻尼器位置及参数优化问题，采用分步优化的策略，在考虑阻尼器自身重量的影响下，通过对结构动态性能分析，建立基于模态损耗因子的阻尼器位置优化模型。结合该优化模型，并以结构关键部位处的位移响应幅值平方最小为准则，得到相应安装位置上的阻尼器参数。以桁架结构与挂架为例，进行数值仿真验证，结果表明该方法可有效用于工程结构的振动控制。

关键词：振动与波；阻尼器；位置灵敏度；模态损耗因子；结构动响应

中图号：O328TB53TU311文献标识码：A DOI编码：10.3969/j.issn.1006-1335.2013.02.004 Optimization of Placements and Parameters of Dampers for

Reducing Dynamic Response of Structures

WANG Ming-xu,WANG Mei-chun,LI Qi-zhi

(1.School of Mechanical&Electrical Engineering,Henan University of Technology,

Zhengzhou450007,China;

2.The First Inner Monggolia Machine Group,Northern Industrial Co.,Ltd.,Baotou014032,China;

3.Nanjing Electronics Technology Institute,Nanjing210039,China）

Abstract:The damping placement and parameter optimization design for vibrating systems was done using the step by step optimization method.The placement sensitivity of the modal loss factor of the general damped structure was investigated.The mathematical model for optimization of dampers’placements was established,and the optimal placements of the dampers were searched based on the analysis of the placement sensitivity of the modal loss factor.The weight of the damper and the damping coefficient were considered as the main object.The objective function was found using the norm of the minimum dynamic response.The numerical calculation and analysis were carried out for a true system and a shell structure,and the parameter optimization of the damper in the known best position was obtained.The results show that the new approach is of important significance in control of the dynamic performance of structures.

Key words:vibration and wave;damper;placement sensitivity;modal loss factor;dynamic response

为了降低工程结构的动响应水平，避免结构共振和持续振动现象，通常采用配置阻尼器增加结构阻尼的方法。如国内学者如束立红[1]、孙树民[2]等

收稿日期：2012-03-01；修改日期：2012-06-26

基金项目：国家“十二五科技支撑计划”（2011BAD003B01-03）；

河南工业大学高层次人才资助项目（2011BS021）；

郑州市科技攻关项目的资助121PPTGG386-5

作者简介：王明旭（1980-）男，河南叶县人，博士，主要从事振动与噪声控制方面的研究

E-mail:wmx20032002@https://www.360docs.net/doc/133052199.html, 曾对磁流变阻尼器性能、振动控制效果以及应用做了广泛研究。在航空航天领域，由于结构对自身重量有严格限制，需要在一定的约束条件下合理配置阻尼器参数、数量以及优化阻尼器的安装位置。在阻尼器位置及参数优化方面，国内外学者近年来也取得了丰硕成果，如马海龙等[3]针对海洋平台振动控制及阻尼器的位置优化进行了相关研究。Ninoslav[4]应用Lyapunov方程来对线性振动系统的阻尼器位置进行了优化。G u?rg o?ze[5]是较早引入能量准则优化阻尼系数和安装位置的学者之一，随