非线性能量汇能够在宽频范围内以单向、不可逆的方式耗散结构的振动能量,作为被动吸振器有着广阔的应用前景。非线性能量汇主要由非线性弹性元件、阻尼元件和惯性元件组成。阻尼和弹性元件的质量通常是被忽略的。因此,惯性元件的质量就是非线性能量汇的质量。目前,质量块是大多数非线性能量汇使用的惯性元件,且为了达到优异的减振效果,往往需要较大的附加质量来满足。然而,非线性能量汇是附加于系统上的减振装置,较大的附加质量引起的高成本制约着非线性能量汇在工程中的应用。为了克服传统非线性能量汇依赖于较大附加质量的缺陷,本文提出了一种新型的惯容型非线性能量汇,极大地减少了非线性能量汇的质量。惯容型非线性能量汇及其结构减振的研究促进和拓宽了非线性能量汇的工程实际应用,具有重要的理论意义和应用价值。具体的研究内容如下所示:第一章阐明了课题研究的目的和意义,论述了非线性能量汇、惯容器和非线性隔振的国内外研究现状,介绍了本文的主要研究内容和创新点。第二章应用惯容器代替传统非线性能量汇中的质量块,提出了新型的惯容型非线性能量汇,显著减少了非线性能量汇的质量。建立了耦合惯容型非线性能量汇系统的非线性减振动力学方程。利用谐波平衡方法,预测了系统的非线性受迫振动响应。通过与传统非线性能量汇的比较,探讨了使用惯容型非线性能量汇的优势。此外,讨论了惯容型非线性能量汇参数对系统幅频响应的影响,并确定了参数的最佳取值范围。第三章结合惯容型非线性能量汇与准零刚度构成了一种既具吸振功能又具隔振功能的组合减振方案。由于在通过准零刚度系统对结构的振动进行隔离时,在增大有效隔振频带宽度的情况下,较小的动态刚度可能会导致系统的大幅振动,制约着准零刚度隔振器向工程应用的推广。本章探讨了非线性隔振和非线性吸振相结合以提高振动抑制效率的方案。建立组合减振系统的动力学模型,应用谐波平衡方法求解系统振动位移和力传递率。以对共振的抑制效率及有效隔振频带宽度为标准,评价组合减振方案的减振性能。通过与准零刚度隔振方案和惯容型非线性能量汇减振方案分别进行对比,研究了组合减振方案抑制振动的性能优势。第四章研究惯容型非线性能量汇对具有多模态振动特征的弹性梁横向振动的抑制。为便于在工程中的实现,将非线性能量汇置于梁的边界处。应用广义Hamilton原理建立离散-连续非线性耦合的动力学模型。结合模态截断与谐波平衡方法获得弹性梁多模态共振的稳态响应的近似解析解,并进行了数值验证。研究结果展示了惯容型非线性能量汇对弹性梁多个模态的横向振动都具有高效的减振效果。最后,对减振系统的参数进行了优化。第五章将由惯容型非线性能量汇与准零刚度结合而成的组合减振方案引入到弹性梁的多模态横向共振抑制。通过与未控系统进行对比,研究了组合减振方案对弹性梁横向振动固有频率和模态振型的影响。通过对比有无组合减振装置的弹性梁横向振动响应,探究了组合减振方案对弹性体多个模态共振的减振性能。最后,讨论了惯容型非线性能量汇的参数对组合减振方案减振效果的影响。