摘要：非线性能量阱(Nonlinear energy sink,简称NES)技术旨在利用具有强非线性刚度特性的振子作为附加子结构,通...非线性能量阱(Nonlinear energy sink,简称NES)技术旨在利用具有强非线性刚度特性的振子作为附加子结构,通过附加子结构与主结构产生的模态内共振行为来吸收并耗散主结构响应能量,由于内共振可在更宽的频域上产生,NES具有更好的吸振带和性能鲁棒性。本文研究含有负刚度特性的NES的作用机理及其内共振形式,运用复变量摄动法,分析负刚度NES的摄动解,从理论上对NES体系的内共振俘获行为进行研究论证,具体的创新点和工作内容包括:(1)研究负刚度NES无阻尼自由振动的内共振行为,分析内共振的摄动解,利用摄动解分析系统能量、负刚度项及正刚度对内共振规律的影响,结果表明:系统能量的增加会导致内共振形式向高阶跃迁,负刚度特性的增加会使内共振形式向低阶跃迁,且NES与主结构的1:3次谐波内共振是该系统较为活跃的内共振形式。(2)基于1:3内共振的摄动解对负刚度NES的优化参数进行分析,利用弹簧和空间磁力作用的组合,提出了几类具有负刚度特性的NES形式,对减震控制性能进行数值模拟,结果表明:负刚度NES减震控制性能全面优于立方非线性NES,对主结构动力特性变化以及地震动峰值变化的鲁棒性明显优于TMD与立方非线性NES。说明利用1:3内共振卓越的参数设计的负刚度NES具有较好的减震控制性能。(3)为了更进一步研究负刚度NES减震控制的工作机制,将结构体系的地震响应时程进行数值小波变换分析,结果表明,负刚度NES的内共振俘获行为主要依靠瞬时次谐波内共振俘获行为,相比TMD和立方非线性NES,这种行为能在更广的频域上产生,且持续时间更长。由于这种共振俘获行为对主结构的基频的改变并不敏感,使其具有更好的鲁棒性。更多还原显示全部
