非线性能量汇作为一种典型的被动吸振装置,其在简谐激励作用下有着良好的振动抑制性能,再加上其有着附加质量小、鲁棒性好以及振动抑制的频带宽等优势。因此,其在航天领域有着广泛的应用前景。然而,随着航天技术的发展,复杂多变的航天环境以及丰富的动力学载荷已经成了限制航天器隔振、吸振技术发展的主要障碍。因此,本文聚焦非线性能量汇在整星隔振技术中的应用和能量采集一体化的研究,深入研究了其在高斯白噪声以及高斯白噪声与简谐激励联合作用下的复杂动力学行为,并提出了力传递率转移概率密度和主振子能量吸收率转移概率密度两个新的评价指标来评价其振动抑制的性能。首次将非线性能量汇耦合超磁致伸缩材料一体化系统应用于随机动力学环境中,并对其振动抑制的机理和能量采集的效率进行了深入的研究。具体的研究内容如下第一章阐述了研究的背景和意义。分别从国内和国外两个方面介绍了整星隔振技术、非线性能量汇以及能量采集的研究现状。最后,根据当前研究工作中的不足阐述了本文的研究内容以及创新之处。第二章研究了高斯白噪声激励下,带非线性能量汇的线性系统的振动抑制。首先,建立了该模型,其中线性结构部分简化为单自由度系统。然后,利用广义谐和函数法推导出FPK方程并采用四阶中心差分法和超松弛迭代法得到稳态FPK方程的数值解,即主振子和非线性能量汇振子的位移、速度转移概率密度,并利用蒙特卡洛法进行了数值模拟,验证了数值解的准确性。最后,分别研究了非线性刚度、非线性能量汇阻尼、质量比以及外部噪声强度对于系统振动抑制性能的影响,并重点研究了这些参数对随机分岔现象的影响。第三章研究了高斯白噪声与简谐激励联合作用下,带非线性能量汇的线性系统的振动抑制。首先,将第二章的模型应用于高斯白噪声和简谐激励联合作用下的动力学环境中,以此来考察非线性能量汇在复杂动力学环境中的普适性。然后,根据模型的动力学控制方程,利用广义谐和函数法推导出FPK方程并采用修正的路径积分法得到稳态FPK方程的数值解。首次提出以主振子和非线性能量汇振子的位移和速度转移概率密度、力传递率转移概率密度以及主振子能量吸收率转移概率密度作为评价指标来综合评价系统的振动抑制性能。最后,考察了外部噪声强度、非线性刚度以及非线性能量汇阻尼对评价指标的影响。第四章研究了高斯白噪声随机激励下,带非线性能量汇耦合超磁致伸缩材料的一体化系统的振动抑制与能量采集。首先,利用J-A模型推导了一维式超磁致伸缩材料能量采集器的换能关系。然后建立了高斯白噪声激励下非线性能量汇耦合超磁致伸缩材料的一体化模型,并推导出了机-电-磁耦合的控制方程。其次,利用广义谐和函数推导出FPK方程并采用四阶中心差分法和超松弛迭代法得到稳态FPK方程的数值解。分别比较了一体化系统、带非线性能量汇的线性系统以及单自由度线性系统在相同参数和外部激励下的主振子的位移和幅值转移概率密度。最后,研究了噪声强度,线性结构阻尼,非线性能量汇阻尼以及非线性刚度对输出电压和输出功率的均方期望值的影响。第五章对带非线性能量汇的整星系统进行了有限元仿真。首先,利用ABAQUS有限元软件建立了带非线性能量汇的整星缩比模型以及不带非线性能量汇的整星缩比模型,其中以安装在圆锥筒顶部的质量块、粘性阻尼以及导杆牵引的细导线来模拟非线性能量汇。然后对二者施加相同高斯白噪声强度的加速度基础激励。最后,比较了二其前二阶纵向振动模态下的卫星和非线性能量汇振子的位移均方根值,验证了非线性能量汇能很好地抑制卫星的纵向振动。第六章总结全文,列出了本文主要的研究结论和对今后工作的展望。