球型鋼絲繩隔振器非對(duì)稱遲滯模型

摘 要：針對(duì)球型鋼絲繩隔振器的非線性剛度和阻尼特性導(dǎo)致遲滯模型表征困難的問(wèn)題，提出了非線性彈性因子和修正因子改進(jìn)的歸一化Ｂｏｕｃ-Ｗｅｎ遲滯模型，結(jié)合Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真完善改進(jìn)的遲滯模型，采用最小二乘法和遺傳算法相結(jié)合的方法對(duì)改進(jìn)模型進(jìn)行參數(shù)識(shí)別。通過(guò)數(shù)值仿真繪制ＧＧＱ２５-６２Ｌ型球型鋼絲繩隔振器在不同工況的遲滯環(huán)，并和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明，參數(shù)識(shí)別方法準(zhǔn)確可靠，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論計(jì)算曲線具有較強(qiáng)的一致性，該模型能夠有效地描述隔振器的動(dòng)態(tài)特性。

關(guān) 鍵 詞：球型鋼絲繩隔振器；遲滯環(huán)；非線性；彈性因子；修正因子；Ｂｏｕｃ-Ｗｅｎ模型；參數(shù)識(shí)別

中圖分類(lèi)號(hào)：ＴＨ１１３.１ 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ａ 文章編號(hào)：１０００－１６４６（２０２４）０３－０３０５－０７

球型鋼絲繩隔振器是一種典型的非線性遲滯隔振裝置，與其他隔振器相比，具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)阻尼、多維緩沖隔振等特性，被廣泛應(yīng)用于電子、機(jī)械設(shè)備、儀器儀表等設(shè)備上［１－５］。股與股之間的摩擦、擠壓和滑移是造成遲滯特性的主要原因，由于其復(fù)雜的遲滯特性，使其數(shù)學(xué)模型非常復(fù)雜［６－８］。

目前常用Ｂｏｕｃ-Ｗｅｎ及其改進(jìn)模型描述隔振器的非線性特性，模型參數(shù)決定遲滯環(huán)的形狀［９－１０］。針對(duì)Ｂｏｕｃ-Ｗｅｎ模型及其參數(shù)識(shí)別方法成果較多，ＮＩ等［１１］在數(shù)學(xué)中Ｄｕｈｅｍ遲滯算子的框架內(nèi)提出了兩種改進(jìn)的Ｂｏｕｃ-Ｗｅｎ模型，分別表示對(duì)稱遲滯環(huán)和非對(duì)稱遲滯環(huán)，并基于循環(huán)實(shí)驗(yàn)提出頻域參數(shù)識(shí)別方法。吳山等［１２］通過(guò)對(duì)Ｂｏｕｃ-Ｗｅｎ模型進(jìn)行顯示化解析，推導(dǎo)出基于該模型的阻尼器附加有效阻尼比計(jì)算公式，通過(guò)數(shù)值分析與實(shí)驗(yàn)證明所提方法的準(zhǔn)確性。王紅霞［１３］針對(duì)Ｏ型鋼絲繩隔振器遲滯系統(tǒng)提出了改進(jìn)的Ｂｏｕｃ-Ｗｅｎ模型，利用兩階段識(shí)別方法識(shí)別模型參數(shù)，其中極限環(huán)法不涉及迭代和收斂性問(wèn)題。ＶＡＩＡＮＡ等［１４］提出一維非線性指數(shù)模型，其與Ｂｏｕｃ-Ｗｅｎ模型相比不需要解一階線性微分方程的數(shù)值解。ＬＥＢＬＯＵＢＡ等［１５］針對(duì)剪切方向的球型鋼絲繩隔振器，提出一種新型模型，即Ｂｏｕｃ-Ｗｅｎ-Ｂａｂｅｒ-Ｎｏｏｒｉ模型與調(diào)制函數(shù)相結(jié)合，該模型可以準(zhǔn)確表示對(duì)稱遲滯環(huán)。