【摘 要】
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非线性能量阱（Nonlinear energy sink,简称NES）是一种新型的被动减振装置,其控制原理是利用非线性系统的内共振特性,达到线性结构与非线性结构之间的共振俘获状态,从而将从主体吸收的能量转由阻尼元件耗散。非线性能量阱具有鲁棒性好、减振频带宽等优势,其应用前景广阔。本文以轨道型非线性能量阱（Track Nonlinear Energy Sink,简称轨道型NES）作为研究对象,通过数
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非线性能量阱（Nonlinear energy sink,简称NES）是一种新型的被动减振装置,其控制原理是利用非线性系统的内共振特性,达到线性结构与非线性结构之间的共振俘获状态,从而将从主体吸收的能量转由阻尼元件耗散。非线性能量阱具有鲁棒性好、减振频带宽等优势,其应用前景广阔。本文以轨道型非线性能量阱（Track Nonlinear Energy Sink,简称轨道型NES）作为研究对象,通过数值模拟与试验验证相结合的方法,来探究其对框架结构减振的优势及不足。主要内容与创新点如下:（1）提出了含滚动圆柱体质量块的轨道型NES,并考虑其转动动能。采用拉格朗日方程推导其力学模型,同时利用谐波平衡法求解轨道型NES的自振频率与初速度的关系,为轨道型NES的研究提供了理论模型。（2）提出求解轨道型NES对单自由度结构与对多自由度结构动力响应的数值算法。模拟结果表明:1)轨道型NES具有较好的减振性能,且鲁棒性较好。2)轨道的最优摩擦系数为0.05,而最优粘滞阻尼系数随着结构刚度的增加呈非线性增长。（3）完成了基于轨道型NES的三层钢框架结构模型减振试验,系统研究了不同激励和系统参数条件下轨道型NES的减振性能。试验结果表明:1)轨道型NES对结构的位移与加速度均有一定的减振效果;同时,其减振率随摩擦系数的增加先增大后减小。2)模拟值与试验结果基本吻合,验证了数值模型的准确性。
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