悬臂梁吸振器建模及吸振性能分析

    ０　引　　言

    动力吸振器（ｄｙｎａｍｉｃ　ｖｉｂｒａｔｉｏｎ　ａｂｓｏｒｂｅｒ，ＤＶＡ）由于结构简单，对于主系统的窄带响应有良好的减振效果，受到广泛的研究［１］．这种设备通过在振动主体上附加一子系统分流振动能量来达到对主系统振动控制的目的．

    传统吸振器多由弹簧和质量块组成，动力参数固定不可变，吸振带宽极窄，吸振效果会随着设备工况的变化而变差．针对这点，文献［２］设计了悬臂梁吸振器，它是由梁及质量块组成，随着质量块在梁上的滑动，相应地改变吸振器的刚度以此来改变吸振器的固有频率，实现吸振频率连续可调．

    然而文献［２］仅是把悬臂梁吸振器简化为传统质量－弹簧吸振器来研究参数变化对吸振效果的影响．事实上悬臂梁吸振器是一个刚柔耦合系统．为此，本文基于ＡＤＡＭＳ软件，建立了带有柔性梁吸振器的吸振系统模型，得到系统的频率响应，讨论了吸振器参数对吸振性能的影响，研究了双向梁吸振器的吸振性能．

    １　ＡＤＡＭＳ建模

    １．１　悬臂梁吸振器模型

    悬臂梁吸振器实际模型如图１所示，右端通过螺栓紧固到主系统，梁上附加质量块，质量块轴套在梁上，通过螺栓紧压固定，一般悬臂梁为钢材料，计算时应考虑质量．此系统的一阶固有频率为

    式中：Ｅ为梁材料弹性模量；Ｉ为梁抗弯截面惯性矩；ｌ为梁长度；ｌ０为质量块质心到梁支座的长度；ｍ为质量块的质量；ρｌ为悬臂梁的线密度．

    １．２　ＡＤＡＭＳ虚拟模型

    ＡＤＡＭＳ建模是在ＡＤＡＭＳ／Ｖｉｅｗ模块中完成的．建模时先由有限元软件对柔性体进行模态分析，生成可供ＡＤＡＭＳ使用的柔性体模态中性文件ＭＮＦ（ｍｏｄａｌ　ｎｅｕｔｒａｌ　ｆｉｌｅ），然后通过ＡＤ－ＡＭＳ／Ｆｌｅｘ模块将ＭＮＦＡＤＡＭＳ中建立柔性体［３］．附加悬臂梁吸振器的吸振系统ＡＤ－ＡＭＳ模型如图２所示．

    ２　悬臂梁吸振器吸振性能分析

    利用ＡＤＡＭＳ振动分析模块对图２所示模型进行垂向受迫振动分析，得到系统的频率响应．在被隔振设备质心处设置激振器，激励力幅值为１Ｎ，频率从５．０～１００Ｈｚ作正弦扫描，在被隔振设备上设置一个输出通道测量设备振动加速度级，并以１ｍｍ／ｓ２为参考值得到分贝值．隔振系统及悬臂梁吸振器的基本参数见表１．