主被动电磁式动力吸振器及其在桁架振动控制中的应用
2012-09-15杨恺,崔龙,黄海
振动与冲击 2012年18期
杨 恺,崔 龙,黄 海
(北京航空航天大学 宇航学院航天飞行器与导弹技术实验室,北京 100191)
为减少发射重量,航天器越来越多的采用桁架等轻质柔性结构。这类结构受到干扰容易引发共振现象,使安装其上的有效载荷不能正常工作,因此针对轻质柔性结构的振动控制受到广泛关注。国内外学者提出采用在结构中嵌入压电陶瓷、磁致伸缩材料等主动控制元件实现被控结构振动控制的方法[1-3]。然而对于航天领域运用的盘压杆、充气结构等变形式展开结构,难以通过直接嵌入主动控制元件的方法进行振动控制,从而限制了这类结构的应用。
对于这类变形式展开结构的振动控制,采用动力吸振器(DVA,Dynamic Vibration Absorber)是一种有效地解决途径。DVA由Ormondroyd等[4]提出,其原理是在结构上附加质量弹簧共振系统,通过该系统在共振时产生的反作用力抑制被控结构的振动。由于DVA具有结构简单,振动控制效果良好的优点,在地面大型结构[5]和航空领域[6]已有应用,国内外也对其振动控制的机理与应用展开了研究,例如:Hugin等[6]提出了一种固有频率可调的半主动DVA,用于直升机的减震控制;Rudinger[7]对一种采用非线性阻尼的被动 DVA进行了建模研究,通过数值仿真验证了这种DVA的振动控制效果;孙志卓等[8]设计了一种基于电磁弹簧原理的动力吸振器,通过动态调节吸振器电磁弹簧刚度实现对各频率的振动抑制,并通过仿真验证该DVA的控制效果。上述DVA均为被动或固有频率可调的半主动吸振器,虽然具有控制简单的优点,但振动控制带宽和控制效果均有限,从而无法满足对宽频振动控制的需求。……
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