非线性阻尼、非线性刚度隔振系统的动力学理论和实验研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11502135
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    28.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0702.非线性振动及其控制
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Linear vibration isolation systems have a limitation on their performance, especially for low frequencies, which can be overcome passively by using nonlinear stiffness. It has been demonstrated by several researchers that linear isolation systems can be improved upon by using nonlinear damping elements, which can restrain vibration at resonance frequency and have excellent isolation performance at high frequencies. In this project, nonlinear damping could be used in conjunction with nonlinear stiffness to achieve better vibration isolation performance for both force and base excitation. The method of direct separation of motions is used to analyze the single/double stage vibration isolation system with both damping and stiffness nonlinearity. The parameter boundary of both excellent isolation performance and system stability is analyzed using bifurcation theory, and the design parameters could be optimized. The performance of the single/double nonlinear vibration isolator subject to random excitation could be evaluated by the equivalence FPK-Fokker Planck Kolmogorov equation that is transformed by the nonlinear stochastic vibration motion equation. Furthermore, a novel lab-scale two-stage nonlinear vibration isolation system has been designed and constructed. The measurement is used to verify the theoretical model for both base harmonic and random excitation.
高静态低动态非线性刚度隔振系统能够克服线性隔振低频处缺陷,是振动控制领域研究的主要热点之一;非线性阻尼能够抑制线性系统共振频率处响应,同时保持较优高频隔振性能。本项目将非线性阻尼耦合到非线性刚度隔振系统中,根据非线性模态和快慢运动原理,以运动直接分离法与数值计算相结合的手段,探索单层/双层非线性阻尼、非线性刚度隔振系统在谐波激励下的力与位移传递特性。与此同时,应用分叉理论分析获得隔振性能较优和系统稳定的参数边界,优化设计参数。进一步通过求解FPK方程等效非线性随机振动方程来研究单层/双层非线性隔振系统在随机激励下的隔振性能。最后设计和建立非线性隔振试验台,进行基础激励,验证理论模型。通过本项目研究,将明确振动通过非线性阻尼、非线性刚度传递的机理,研究成果将有助于解决低频失稳和高频阻尼恶化的问题,实现被动隔振在某些极端激扰环境下的振动控制。因此,本项目的研究具有至关重要的理论意义和工程价值。

结项摘要

高静态低动态非线性刚度隔振系统,能够克服低频不足,已是振动控制领域研究的主要热点之一。非线性阻尼能够抑制线性系统共振频率处响应,同时保持较优高频隔振性能。本项目在高静态低动态刚度隔振系统基础上引入非线性阻尼提高了隔振性能;发展了直接运动分离法研究高静态低动态刚度隔振非线性阻尼效应;提出了非线性隔振系统传递率的概念,新的定义不但能计及高频分量,使得评价更为准确,而且能够使用于准周期、混沌等非周期情形;发现了非线性隔振系统中的随机共振现象。采用双稳复合板解决了双层非线性刚度实验实现的难题。通过本项目的研究,将明确振动通过非线性阻尼、非线性刚度传递的机理,研究成果将有助于克服低频失稳和高频阻尼恶化的问题,实现被动隔振在某些极端激扰环境下的振动控制。因此本项目的研究具有至关重要的理论意义和工程价值。

项目成果

期刊论文数量(16)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(9)
专利数量(3)
On the transmissibilities of a nonlinear vibration isolation system
非线性隔振系统的传递率
  • DOI:
    10.1016/j.jsv.2016.04.032
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Journal of Sound and Vibration
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    Zeqi Lu;Michael J. Brennan;Li-Qun Chen
  • 通讯作者:
    Li-Qun Chen
Analysis and suppression of a self-excitation vibration via internal stiffness and damping nonlinearity
通过内部刚度和阻尼非线性分析和抑制自激振动
  • DOI:
    10.1177/1687814017744024
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Advances in Mechanical Engineering
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    Ze-Qi Lu;Jue-Min Li;Hu Ding;Li-Qun Chen
  • 通讯作者:
    Li-Qun Chen
非线性刚度非线性阻尼隔振系统功率流研究
  • DOI:
    10.16385/1004-4523.2017.05.009
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    振动工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邵栋;陆泽琦;陈立群
  • 通讯作者:
    陈立群
High-static-low-dynamic-stiffness vibration isolation enhanced by damping nonlinearity
通过阻尼非线性增强高静态低动态刚度隔振
  • DOI:
    10.1007/s11431-017-9281-9
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Science China: Technological Sciences
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Ze-Qi Lu;Michael J. Brennan;Hu Ding;Li-Qun Chen
  • 通讯作者:
    Li-Qun Chen
Broadband vibratory energy harevsting via bubble shaped response curves
通过气泡状响应曲线收集宽带振动能量
  • DOI:
    10.1088/1742-6596/744/1/012076
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Journal of Physics: Conference Series
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Ze-Qi Lu;Li-Qun Chen
  • 通讯作者:
    Li-Qun Chen

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  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    陈立群
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  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    赵龙;陆泽琦;丁虎;陈立群
  • 通讯作者:
    陈立群
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    林丽芳;陆泽琦;丁虎;陈立群
  • 通讯作者:
    陈立群
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    振动工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    顾栋浩;陆泽琦;丁虎;陈立群
  • 通讯作者:
    陈立群
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    韩文举;陆泽琦;牛牧青;陈立群
  • 通讯作者:
    陈立群

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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