基于统计方法的NOPD耗能机理定量分析
2012-09-08崔致远吴九汇陈花玲李涤尘
振动与冲击 2012年9期
崔致远,吴九汇,陈花玲,李涤尘
(西安交通大学 机械工程学院,西安 710049)
非阻塞性微颗粒阻尼(NOPD)技术又称粉体阻尼技术,是一种近些年发展起来的新型阻尼减振技术。它是在结构振动传输路径上,加工一定数量的孔洞,在其中填充适当数量的金属或非金属球形颗粒(颗粒直径范围为0.005~0.5 mm)。随着结构体的振动,粉体颗粒之间不断撞击和摩擦,不但有动量交换,而且能够消耗系统的振动能,达到减振的目的。NOPD具有很多优点,比如:对原系统改动很小、几乎不产生附加质量、显著提高结构的阻尼比、能适用于恶劣环境、减振性能不会随时间降低等,具有广泛的应用前景[1-4]。
针对 NOPD的研究,此前多处于实验分析阶段[5-6]。随着颗粒物质力学的发展,散体单元法(DEM)也已开始应用于NOPD的减振机理研究;基于内时理论的研究也有人涉及。散体单元法(DEM)是一种不连续数值方法模型,其优点在于能够考虑散体中实际颗粒的组成结构,并能根据静力学或动力学原理研究单个颗粒及其总和的性质,适用于模拟离散颗粒组合体在准静态或动态条件下的变形过程[7-9]。文献[10-11]结合NOPD的结构特点,构造了一种球体元模型,认为NOPD的耗能机理分为2种:一种为冲击耗能,另一种为摩擦耗能。影响冲击耗能的主要因素为弹性恢复系数,影响摩擦耗能的主要因素为摩擦系数和法向作用力。文献通过计算机仿真得到NOPD阻尼机理的一般性结论,初步分析了颗粒填充率、颗粒大小等因素对能量耗散的影响。……
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