El Modelado de Gráficos de Bond y la Verificación Experimental de un Aislador de Vibraciones Inercial Hidráulico Incluyendo Efectos No Lineales
Autores: Liu, Niuniu; Li, Cheng; Zhang, Liwei; Lei, Zhiyang; Yang, Jing; Lai, Fuqiang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
El Modelado de Gráficos de Bond y la Verificación Experimental de un Aislador de Vibraciones Inercial Hidráulico Incluyendo Efectos No Lineales
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Aislamiento pasivo de vibraciones
Características de baja frecuencia
Aislador de vibraciones inerciales hidráulico
Naturaleza multidominio
Método de gráfico de enlaces
Características de transferencia de energía
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
Las técnicas de aislamiento de vibraciones pasivas con características de baja frecuencia han sido un tema candente en el campo aeroespacial. Un aislador de vibraciones inerciales hidráulico es un tipo de aislador altamente efectivo para controlar vibraciones de baja frecuencia. Típicamente, consiste en un resorte principal, un resorte menor, una masa inercial y un dominio fluido. Debido a su naturaleza multidominio, analizar el mecanismo de aislamiento de este tipo de aislador es un desafío. Se emplea el método de gráfico de enlace para establecer el modelo dinámico del aislador. Posteriormente, se derivan las ecuaciones de estado del aislador y se obtienen las ecuaciones de energía tanto de las partes mecánica como fluida del aislador. Con base en esto, se discuten las características de transferencia de energía entre los dominios mecánico y fluido dentro del aislador bajo excitación externa. Se analiza la respuesta en el dominio del tiempo de las fuerzas transmitidas a la fundación. Se muestra que la frecuencia de anti-resonancia ocurre cuando las fuerzas transmitidas a la fundación generadas por el resorte principal y la presión del fluido son iguales a las del resorte menor. Para verificar la corrección del método propuesto, se diseña un prototipo del aislador y se lleva a cabo un experimento cuidadosamente diseñado. La transmisibilidad de aceleración del aislador se utiliza para realizar un estudio comparativo. Los resultados muestran que los resultados teóricos están en buena concordancia con los resultados experimentales. Para describir las características dinámicas del aislador bajo vibraciones de gran amplitud, se desarrolla el modelo dinámico no lineal del aislador y se formula la correspondiente transmisibilidad de fuerza del aislador. También se analiza el flujo de energía entre los dominios mecánico y fluido bajo esta condición. Los resultados indican que las respuestas del flujo de energía exhiben una tendencia de cambio similar a la de la transmisibilidad de fuerza. Sin embargo, el pico de la relación de energía entre el subsistema mecánico y el fluido es el mismo que en la condición lineal, lo que sugiere que este valor está determinado por la relación de amplificación del aislador. Esta investigación proporciona una mejor comprensión física para entender las características dinámicas de este tipo de aislador y ayudará a acortar el ciclo de diseño del aislador.
Descripción
Las técnicas de aislamiento de vibraciones pasivas con características de baja frecuencia han sido un tema candente en el campo aeroespacial. Un aislador de vibraciones inerciales hidráulico es un tipo de aislador altamente efectivo para controlar vibraciones de baja frecuencia. Típicamente, consiste en un resorte principal, un resorte menor, una masa inercial y un dominio fluido. Debido a su naturaleza multidominio, analizar el mecanismo de aislamiento de este tipo de aislador es un desafío. Se emplea el método de gráfico de enlace para establecer el modelo dinámico del aislador. Posteriormente, se derivan las ecuaciones de estado del aislador y se obtienen las ecuaciones de energía tanto de las partes mecánica como fluida del aislador. Con base en esto, se discuten las características de transferencia de energía entre los dominios mecánico y fluido dentro del aislador bajo excitación externa. Se analiza la respuesta en el dominio del tiempo de las fuerzas transmitidas a la fundación. Se muestra que la frecuencia de anti-resonancia ocurre cuando las fuerzas transmitidas a la fundación generadas por el resorte principal y la presión del fluido son iguales a las del resorte menor. Para verificar la corrección del método propuesto, se diseña un prototipo del aislador y se lleva a cabo un experimento cuidadosamente diseñado. La transmisibilidad de aceleración del aislador se utiliza para realizar un estudio comparativo. Los resultados muestran que los resultados teóricos están en buena concordancia con los resultados experimentales. Para describir las características dinámicas del aislador bajo vibraciones de gran amplitud, se desarrolla el modelo dinámico no lineal del aislador y se formula la correspondiente transmisibilidad de fuerza del aislador. También se analiza el flujo de energía entre los dominios mecánico y fluido bajo esta condición. Los resultados indican que las respuestas del flujo de energía exhiben una tendencia de cambio similar a la de la transmisibilidad de fuerza. Sin embargo, el pico de la relación de energía entre el subsistema mecánico y el fluido es el mismo que en la condición lineal, lo que sugiere que este valor está determinado por la relación de amplificación del aislador. Esta investigación proporciona una mejor comprensión física para entender las características dinámicas de este tipo de aislador y ayudará a acortar el ciclo de diseño del aislador.