摘要: 汽车在行驶过程中受到胎噪、风噪以及发动机等混合噪声，频率从几十到上千赫兹不等，会严重影响汽车零部件的疲劳寿命和驾驶员的身心健康。传统线性调谐阻尼吸振器存在带宽窄、大范围减振效率低和尺寸大等不足，难以满足车辆低频和随机振动的减振需求... 展开 汽车在行驶过程中受到胎噪、风噪以及发动机等混合噪声，频率从几十到上千赫兹不等，会严重影响汽车零部件的疲劳寿命和驾驶员的身心健康。传统线性调谐阻尼吸振器存在带宽窄、大范围减振效率低和尺寸大等不足，难以满足车辆低频和随机振动的减振需求。近年来，非线性减振器在低频、大带宽减振方面具有显著的优势，在发动机减振、抑制机翼气动失稳和建筑减振等领域具有重要的应用需求。难点在于，非线性吸振器的高效减振效率严重依赖于外界载荷幅值，从而限制了其在宽频域减振方面的应用。 本文针对双稳态非线性减振器存在的载荷幅值依赖问题，提出了基于主动补偿的高效减振器设计方案，建立了其动力学分析模型，并完成了实验验证。具体工作包括： （1）提出了基于线性和双稳态组合梁结构的非线性吸振器动力学设计模型，基于龙格库塔法求解了不同载荷环境下非线性吸振器的减振效率，研究了影响非线性吸振器减振效率的关键参数，得到了非线性减振器高效减振的外界载荷条件（即载荷阈值）。结果表明，吸振器有效工作前后的减振效率偏差达30%； （2）设计制作了钢质悬臂梁和铜质双稳态梁的实验模型，建立了基于线性和双稳态组合梁结构的非线性吸振器，搭建了电驱动激励和激光位移测距的实验平台，并对非线性吸振器进行了振动试验，测试了吸振器减振效率，并与仿真对比，验证了理论建模的正确性； （3）引入压电驱动模块，提出了采用压电补偿外界载荷以达到减振器工作阈值要求的设计方案，建立了基于压电补偿的非线性吸振器动力学设计模型，提出了有效的压电补偿策略，使减振器的减振效率提高了20%。 收起