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戴仰山哈尔滨工程大学教授，博士生导师。
曾任第十届～第十二届（1985-1994）届国际船舶与海洋工程结构会议（ISSC）技术委员会委员，任第二届～第五届（1985年～2002年）中国造船工程学会船舶力学委员会委员兼任载荷与响应学组组长。
长期从事船舶结构力学方面的教学和科研工作。
从“六五”开始连续承担多项重点预研项目的研究。
主要研究方向是船舶波浪载荷预报、结构可靠性能分析及船舶结构直接设计计算等。
获中国船舶工业总公司科技进步四项，在国内外学术刊物上发表论文三十余篇。
代表作有：《船舶在海浪中弯矩》、《Analysis of Wave Load Combination Inclu ding Slamming》、《对一个船体失败概率公式的讨论》等。
培养博士研究生6名。
纪卓尚教授。
男，1938年1月生，山东即墨人。
中共党员主要学历及工作经历:1957.09-1963.07大连工学院本科1963.09-1978.10大连工学院助教1978.11-1983.06大连工学院讲师1983.07-1987.06大连工学院副教授1987.07-今大连理工大学教授（博导）1988.01-1989.01在英国Strathclyde大学高级访问合作研究现任大连理工大学研究生院院长主要学术及社会兼职:中国造船工程学会理事《中国造船》编委辽宁省造船学会副理事长研究领域（研究课题）:船舶设计制造指导硕、博士生研究方向:船型论证及开发船舶CAD\CAM软件开发船体特种制造技术出版著作和论文:专著：《油船总体设计》教材：《船舶设计原理》《计算机辅助船舶设计》论文：《油船主尺度确定》《船舶设计中的一个适用混数规划方法》等100余篇科研成果及所受奖励:“船体外板水火加工技术研究”获2000年国家科技进步二等奖“油船初步设计系统”等项目分别获得省、部级奖共11项在读硕士、博士人数:15已毕业硕士博士人数:32金咸定[编辑本段]上海交通大学教授研究方向： 1.船舶与海洋工程结构的动力响应和控制，2.结构动力学个人简历：博士生导师。
动力吸振结构的原理与应用1. 引言动力吸振结构是一种广泛应用于工程领域的减震装置，其原理是通过改变结构的固有频率以降低外界震动对结构的影响。
本文将介绍动力吸振结构的原理及其在工程实践中的应用。
2. 动力吸振结构的原理动力吸振结构的原理基于共振现象，即当外界震动频率等于结构的固有频率时，会产生共振效应，使结构发生剧烈振动。
为了降低共振效应对结构的影响，动力吸振结构通过改变结构的固有频率，使其远离外界震动频率，从而减小结构振动幅度。
常见的动力吸振结构包括质量阻尼器、液体阻尼器和有源阻尼器等。
2.1 质量阻尼器质量阻尼器是一种常见的动力吸振结构，它通过增加结构的质量来改变其固有频率。
质量阻尼器通常由一个或多个重物组成，这些重物与结构相连，并能够自由移动。
当结构受到外界震动时，阻尼器内的重物也会受到相同的震动力，从而减小结构振动幅度。
2.2 液体阻尼器液体阻尼器是一种基于液体阻尼原理的动力吸振结构。
在液体阻尼器中，通过将液体引入特定的装置中，使得结构在振动时与液体发生摩擦作用，转化为热能消耗，从而减小结构的振动能量。
液体阻尼器的优点是结构简单、维护成本低，并且可以根据具体应用需求进行设计。
2.3 有源阻尼器有源阻尼器是一种利用控制器对结构进行主动控制的动力吸振结构。
有源阻尼器通过传感器实时监测结构的振动状态，并根据预设的控制策略调整阻尼力，从而降低结构的振动响应。
有源阻尼器具有较高的灵活性和自适应性，可以适应不同工作条件下的变化要求。
3. 动力吸振结构的应用动力吸振结构在各个工程领域都有广泛的应用，下面列举几个常见的应用场景。
3.1 桥梁减震桥梁是人们出行的重要交通设施，但常常受到地震、风力等外界因素的影响，容易发生共振现象。
通过在桥梁结构中引入动力吸振装置，可以调节结构的固有频率，减少地震和风力对桥梁的影响，提高桥梁的抗震性能。
3.2 高层建筑减振高层建筑常因风力或地震而发生较大的振动，影响居住舒适性和结构安全性。
动力吸振器————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期:分类号:U2７;U4６1071０- 20０91２2042硕士学位论文变质量动力吸振器及其控制策略研究房祥波导师姓名职称高强教授申请学位级别工学硕士学科专业名称车辆工程论文提交日期年月日论文答辩日期年月日学位授予单位长安大学ﻬStｕｄｙｏf Tunｅd ＶibｒatiｏｎAbｓｏrｂerBasedｏnVaｒｉableＭaｓｓaｎd It’s Cｏｎtｒol StｒａteｇyA Diｓsertaｔion Suｂｍiｔｔｅd fｏr thｅDegree of ＭasｔeｒCａndiｄate: FanｇXiａｎgbｏSupeｒｖisor:Ｐrof.ＧaｏQianｇＣhang’ａn University, Xi’an, Chｉnaﻬ论文独创性声明本人声明:本人所呈交的学位论文是在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。
除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。
本声明的法律责任由本人承担。
论文作者签名：年月日论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品,知识产权归属学校。
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本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。
(保密的论文在解密后应遵守此规定）论文作者签名: 年月日导师签名: 年月日摘要自适应动力吸振器是振动控制领域的研究热点，其通过调整自身参数改变固有频率,以跟踪外界激励频率，从而在较大的带宽上减小主系统振动，克服了传统动力吸振器有效带宽过窄的缺点。
与当前常用的通过改变刚度调整自身固有频率的方法不同,本论文提出了一种新的基于变质量调谐的吸振器—变质量动力吸振器,通过在传统吸振器中引入一个液体箱作为变质量单元,改变其中液体体积,就可以改变吸振器质量及固有频率,从而获得较大的有效带宽。
第22卷第324期2007年8月实 验 力 学J OU RNAL OF EXPERIM EN TAL M ECHANICSVol.22No.324Aug.2007文章编号:100124888(2007)03&0420429206磁流变弹性体自调谐式吸振器及其优化控制3王莲花,龚兴龙,邓华夏,倪正超,孔庆合(中国科学技术大学力学和机械工程系,中国科学院材料力学行为与设计重点实验室,安徽合肥230027)摘要:本文研制了一种基于磁流变弹性体的自调谐式吸振器,它利用磁流变弹性体这种新型智能材料作为吸振器的弹性元件和阻尼元件,通过外加磁场控制磁流变弹性体的剪切模量来改变吸振器的固有频率,实现吸振器的移频。
并将遗传算法改进移植到吸振器,对其进行优化控制。
实验结果表明,这种遗传算法具有全局搜索和快速收敛的特点,它能使吸振器快速找到吸振器减振效果最佳点,并且经过优化控制的磁流变弹性体自调谐式吸振器在移频范围内具有很好的减振效果,减振效果最高可达25dB。
关键词:磁流变弹性体;动力吸振器;振动控制;遗传算法中图分类号:O34;X593 文献标识码:A0 引言 动力吸振器自1911年问世以来[1],在实践中得到了广泛的应用。
它通过在需要减振的结构(称为主系统)上附加子结构,改变系统的振动能量的分布和传递特性,使振动能量转移到附加的子结构上,从而达到控制主系统振动的目的。
传统的动力吸振器多属被动控制,它对于主系统的窄带响应有着良好的吸振效果,但由于其吸振带宽不可调节,对于宽频激励引起的主系统的振动,吸振效果不是很理想。
近年来,对于主动吸振器的大量研究表明,主动吸振器可以根据主系统的振动状态,自动调节自身的结构参数或振动状态,实现宽频吸振,提高了吸振器减振效果,大大拓宽了吸振器的应用范围。
根据吸振器自动调节机理的不同,主动吸振器可分为全主动式吸振器和半主动式吸振器。
全主动式吸振器是根据主系统的振动状态反馈调节吸振器的振动状态,使其对主系统的动态作用力与主系统的振动加速度反相,从而实现主系统实时宽频振动控制。
动力吸振器在动力总成弯曲振动控制中应用的研究动力吸振器在动力总成弯曲振动控制中应用的研究动力总成是汽车的核心部件之一，它由发动机、变速器、传动轴、差速器等组成。
在汽车行驶过程中，动力总成会受到各种振动的影响，其中弯曲振动是一种比较常见的振动形式。
弯曲振动会导致动力总成的疲劳损伤和噪音，因此需要采取措施进行控制。
动力吸振器作为一种有效的振动控制手段，在动力总成弯曲振动控制中得到了广泛应用。
动力吸振器是一种机械式振动控制器，它通过吸收和消耗动力总成的振动能量来减少振动的幅度和频率。
动力吸振器的结构一般由弹簧、阻尼器和质量块组成。
弹簧可以吸收振动的能量，阻尼器可以消耗振动的能量，质量块可以改变振动的频率。
动力吸振器的工作原理是将动力总成的振动能量转化为吸振器内部的弹性势能和阻尼能量，从而达到减振的效果。
动力吸振器在动力总成弯曲振动控制中的应用主要有以下几个方面：1. 引擎支撑系统动力吸振器可以作为引擎支撑系统的一部分，用于减少引擎的弯曲振动。
在汽车行驶过程中，引擎会受到路面不平、加速、减速等因素的影响，从而产生弯曲振动。
如果不采取措施进行控制，这种振动会导致引擎的疲劳损伤和噪音。
动力吸振器可以通过吸收和消耗引擎的振动能量来减少振动的幅度和频率，从而保护引擎的安全和稳定性。
2. 变速器支撑系统动力吸振器还可以作为变速器支撑系统的一部分，用于减少变速器的弯曲振动。
在汽车行驶过程中，变速器也会受到各种振动的影响，从而产生弯曲振动。
动力吸振器可以通过吸收和消耗变速器的振动能量来减少振动的幅度和频率，从而保护变速器的安全和稳定性。
3. 传动轴支撑系统动力吸振器还可以作为传动轴支撑系统的一部分，用于减少传动轴的弯曲振动。
在汽车行驶过程中，传动轴也会受到各种振动的影响，从而产生弯曲振动。
动力吸振器可以通过吸收和消耗传动轴的振动能量来减少振动的幅度和频率，从而保护传动轴的安全和稳定性。
总之，动力吸振器作为一种有效的振动控制手段，在动力总成弯曲振动控制中得到了广泛应用。
动力吸振器的研究历史主要分为黎明期、发展期、扩展期和应用期4个阶段。
一、黎明期（1909年到20世纪30年代）仅由质量和弹簧构成的无阻尼动力吸振器很久以前就已出现，这种动力吸振器从1909年开始就出现在论文和专利中，其力学模型如图1所示。
图1 无阻尼动力吸振器这里，M 、K 是主振动系统的质量和弹簧刚度，m 、k 是动力吸振器的质量和弹簧刚度。
x1、x2分别为主振动系统和动力吸振器的位移。
假设作用在主振动系统上的定常激励力为t P ωsin 0，则其响应为:t P k m k M k K m k x ωωωωsin ))(-(022221--+-= 1928年，Ormondroyd 与 Den Hartog 发表的论文指出，对于激励力频率变动的情况，有阻尼动力吸振器有效，并且存在最优阻尼使得振幅为最小。
由此引起了对于有阻尼动力吸振器，也就是通常所说的动力吸振器的最优设计的研究热潮。
四年后的1932年， Erich Hahnkamm 在德国杂志 ngenleur - Archiv 上发表了题为“变频激励力作用下的机械振动的阻尼”的论文。
该论文首次揭示了动力吸振器的阻尼为零和为无限大时响应曲线的两个交点是不随阻尼变化的特定点，并且利用这两个定点的特点推导出了最优同调的条件。
二、发展期（20世纪40年代到50年代）1940年出版的由 Den Hartog 著的“ Mechanical Vibration （第2版）”中，非常完美地推导出了最优同调条件的简便设计关系式，进一步完善了定点理论，Den Hartog 给出的最优同调条件为unn+=Ω11ω 在此条件下，PQ 定点的高度为 uu +=2|x x max st 1 其中M m u /=为质量比，n n Ω和ω分别为动力吸振器和主振动系统的固有角频率。
1946年，在最优同调关系的基础上， Brock 推导出了最优阻尼的条件式。
这个结果是在两个定点等高，并且为曲线上最大点的条件下经过非常复杂的推导得来的。
这就是现在广为人知的3)1(83u u opt +=ζ 此后，他又推导出了主振动系统为回转体，激励力为不平衡力的情况下的动力吸振器的设计关系式导出的最优同调关系为u+=11γ 最优阻尼的关系式为 )1)(2(43u u u opt ++=ζ 三、扩展期（20世纪60年代后半期到70年代）从20世纪60年代后半期开始，有关动力吸振器的研究又出现了新的动向。
一个是多重动力吸振器，一个是主动型动力吸振器。
1969年，Srinvasin 提倡的并列式动力吸振器，如图2所示。
这是由无阻尼和有阻尼的两个动力吸振器所组成的，从而可以发挥各自的特长。
无阻尼动力吸振器的固有频率设计为与激励频率相重合，有阻尼动力吸振器则施以最优同调和最优阻尼，以应对激励频率变化的情况。
图2有阻尼型与无阻尼型相结合的二重动力吸振器1974年，Snowdon 则提出了三元素型动力吸振器以及二重动力吸振器，如图3所示。
三元素型的特点是增加了一个与阻尼元素串联的弹簧k a2，目的是把无阻尼与有阻尼动力吸振器的特性折中起来。
降低动力吸振器共振时，通过阻尼元素传递到主系统的动态反作用力，其振幅比的表现为两个定点峰值高度与并列式动力吸振器相当，但峰间的谷更深，使得振幅比降低。
二重动力吸振器虽然显示有两个阻尼元素，但其设计是追求与 Srinivasan 的动力吸振器同样的效果，这种动力吸振器是将两个传统的动力吸振器并列而成的。
其特长是在m 1>m 2、C 2=0的设计条件下，使得被控制的两个峰值之间的谷更低，形成陷波（ notch ）形状。
因此，可以认为这种动力吸振器把传统型动力吸振器与无阻尼动力吸振器的特点结合了起来。
可是，这种动力吸振器的质量比不能设计得太小。
图3 三元素型动力吸振器与二重动力吸振器另外，背户一登提出一种新型二重动力吸振器，和前者二重动力吸振器的不同之处在于第一个和第二个动力吸振器的质量相等，并且对两个同调频率和阻尼进行优化设计，已达到更好的制振及稳定性效果。
1967年，出现了主动控制型动力吸振器的萌芽性研究。
如图4所示，动力吸振器的质量就是电动机动子的质量，而固定在主振动系统质量上的定子产生电磁场通过调整驱动电流来调节定子与动子间的电磁力，达到控制的目的。
采用LCR电路来实现简单的电流控制，可以认为这种动力吸振器的阻尼达到了可变的效果。
图4初期的主动型动力吸振器四、应用期（20世纪80年代到90年代）在这一时期，借助于一个划时代的技术和一个设备，动力吸振器迎来了实用化的时代。
前者是高速傅里叶变换器（Fast Fourier Transformer:FT），后者是磁性阻尼器。
随着这些技术的应用，可以更加方便地设计动力吸振器，而且适用面也得以拓宽。
此外，为了弥补动力吸振器的不足之处，多重动力吸振器以及向多模态控制的扩展等研究工作也已开始。
在此基础上，被称为AMD（Active Mass Damper）的主动型动力吸振器也于1993年开始实际应用于高层建筑的风涡流激励振动的控制。
1、FFT的登场进入20世纪80年代以后，数字技术得到快速发展，模拟式传递函数分析仪逐渐被数字式分析仪所取代。
这就是FFT分析仪的由来。
FFT分析仪是把测量到的模拟时域信号快速转换为频域里的数字信号的变换器。
在机床工业领域FFT的应用市场比较窄，但是随着在汽车噪声振动及乘坐舒适性研究领域的应用，一下子市场得以拓宽。
今天，FFT已成为振动测量与分析不可或缺的技术。
在FFT技术出现以前，动力吸振器没有获得很大应用的理由是设计调整比较困难。
顾名思义，动力吸振器是把动态的振动吸收起来的装置，因此，如果研究对象的动力学（dynamics）特征不明的话，确定动力吸振器的设置场所以及调整方法都不是件容易的事。
即使前面所述的最优同调以及最优阻尼已知，也可能不能充分发挥最优设计应有的性能。
但是，这个问题随着FFT以及在此基础上的试验模态分析技术的出现，一下子得到了解决。
只要掌握了最优同调及最优阻尼的知识，则利用FFT技术可以方便地对动力吸振器做出调整。
尤其是利用FFT可以测量动力吸振器的固有频率，这对于提高动力吸振器的实用性具有重要意义。
2、磁性阻尼器在20世纪70年代后期，基于液压阻尼对温度的依存性所困扰，利用磁性阻尼来作为动力吸振器的阻尼元素的尝试得以开展。
1977年背户一登开发出了图5所示的磁性阻尼，利用各个构造，阻尼系数可以通过调节磁场的间隙以及导体的厚度而容易改变。
当时，最强的永磁体是铝镍钻合金（alnico）类，最大的磁体磁能积仅为5MGOe（兆奥斯特），难以得到很大的阻尼力，成为动力吸振器应用的难题。
图5 利用磁性阻尼的动力吸振器不久之后，最大磁能积为30MGOe的高性能稀土类钐一钴磁体被开发了出来，为磁性阻尼的应用扫除了障碍，图6是1978年背户一登提出的有磁性阻尼构成的动力吸振器，其中的被控对象结果是门型工作机械的镗杆模型（ram）。
在镗杆下端的两侧设有磁场，振动时铜制导体在磁场内往复运动，磁性作用力即起到阻尼的作用。
图6 第二代磁性阻尼的动力吸振器磁性阻尼有以下优点：1）阻尼特性具有非常好的线性，易于设计和调整。
2）在-50-+100℃很宽的温度范围上有稳定的阻尼特性。
3）没有机械性接触，设置较容易，可以避免不必要的摩擦4）在真空中、无尘室等环境也可使用基于以上特长，磁性阻尼不但用于动力吸振器中，而且作为阻尼元素也可以用于其他振动控制装置中。
3、多重动力吸振器动力吸振器的弱点是，当最优同调频率与最优阻尼偏离最优值时，制振效果会降低。
尤其是对于质量比较小的情况，性能的恶化更明显。
为了减少条件变化带来的性能恶化，提高动力吸振器的鲁棒性，多重动力吸振器的改进设计逐步流行起来，二重动力吸振器是多重动力吸振器的最小构成。
背户一登于1981年给出了二重动力吸振器的最优设计准则，1984年验证了鲁棒性和最优设计的效果。
为了更进一步改进鲁棒性，于1996年确立了多重动力吸振器的最优设计指导。
4、多自由度系统的制振以上介绍的动力吸振器均是以单自由度系统为对象，对动力吸振器的最优设计方法进行了阐述。
但是，一般的机械结构为多自由度系统，为了拓宽动力吸振器的应用面，需要给出针对多自由度系统的动力吸振器的最优设计法。
作为对这个问题的探索，背户一登于1984年发表了利用动力吸振器控制多自由度系统振动的理论，并于1986年将该理论扩展至连续体结构的振动控制中。
另外，在1987年，基于多自由度系统可以看成单自由度系统集合的概念，提出了根据各个单自由度系统的质量与弹簧刚度来计算多自由度系统的等价质量的方法利用这个方法，1988年进行了配管系统的振动控制，1990年进行了箱形构造的制振。
并在1992年，把这个方法推广应用于噪声控制领域。
在1991年把黏弹性材料作为阻尼元素，应用动力吸振器进行了金属垒球棒的冲击振动控制），此外，作为对多自由度制振设计理论的补充，提出了多个动力吸振器的同时调整方法。
5、2000年以后的研究动力吸振器的研究始于20世纪20年代，至20世纪90年代基本上完结。
现在可以说是进入了应用期。
2000年西原等人发表了动力吸振器最大振幅倍率最小化设计的严密解，2001年远藤等人从制振器设计基准与激振形态的差异着手，进行了制振效果系统评价研究。
这些工作均是对根据定点理论导出的动力吸振器最优设计方法的微调整。
由于实际的振动结构不可避免地存在阻尼，根据严密解来设计动力吸振器非常困难。
动力吸振器属于实用性制振器，如何在温度等环境条件变化的情况下保持根据定点理论的最优设计制作的动力吸振器的性能更显重要。
