题目：离心负荷下二维颗粒阻尼研究

颗粒阻尼是通过向附着于振动结构高振幅区域的空腔中，填入小的金属或陶瓷颗粒来获得较高结构阻尼的一种技术。它主要利用摩擦和碰撞来耗散能量，具有高度非线性和极其复杂的阻尼机理。由于其复杂性，现有的数学模型还不能合理地解释不同参数影响下的颗粒阻尼性能。到目前为止，为了降低颗粒阻尼问题的复杂性，文献中所采用的都是把主振动结构作为单自由度系统来模拟。 本文提出的理论模型简单而详细，同时考虑了正碰和斜碰，以便对瞬态振动下的二自由度颗粒阻尼进行研究。此处研究的重点是，通过改变二维空腔尺寸，来定量和定性地确定颗粒阻尼的主要能量耗散机理，例如摩擦和碰撞现象。为了研究空腔尺寸对颗粒阻尼性能的影响，采用了二自由度的L型梁，其一端固支，一端自由，并在自由端的顶部附着空腔来实验测定颗粒阻尼。显然，在垂直方向上，阻尼峰值主要受空腔尺寸的影响；而在水平方向上，该峰值随空腔尺寸的增加而增加，且向较低的无量纲加速度幅值处略微偏移。研究发现，正碰现象仍在能量耗散中占主导地位，但随着空腔尺寸的增加，在定义的阻尼效力峰值附近，摩擦作用将变得非常明显。该模型还考虑了不同参数对颗粒阻尼性能的影响，例如颗粒对结构的质量率和颗粒阻尼器的恢复系数，其预测结果与文献描述一致。 颗粒阻尼在极端环境里的振动抑制中具有潜在的应用，它是一种高效、耐用和低廉的方法，而其它成熟的方法却不行。在燃气涡轮发动机中，不仅存在极高的温度，而且其结构还得承受极大的离心载荷。为了研究离心载荷下的颗粒阻尼，对上述二自由度颗粒阻尼模型进行了修正，加入离心项。其结果表明，在结构的动态加速度对离心载荷的比率大于0.1时，该方法是可行的。颗粒阻尼随颗粒对结构的质量率的增加而增加。在无离心载荷的情况下，颗粒阻尼效力极大的依赖于空腔的尺寸；而存在离心载荷时，该依赖性则非常弱。 现有文献中，对离心负荷下颗粒阻尼的实验研究数据极少。即使本文的模型简单，但是其模拟结果仍与这些实验数据吻合得相当好。