为研究压电元件(PE)和非线性能量阱(NES)组成的系统对航空飞行器液压管道结构受迫振动,压电振动能量采集问题,提出运用有效的数值理论方法计算系统结构的非线性动力学方程,对系统动力学方程运用Hamilton原理和伽辽金(Galerkin)离散法进行数值解析,最终得到液压管-NES-PE系统结构的振动抑制控制图及其振动能量采集图。通过对比分析得出在添加压电设备的条件下非线性能量阱对管道系统结构的振动仍然具有明显的抑制效果,系统采集的能量随液压管内部液体流速变慢及其质量率的增加而增大。依据数值解析得出当系统质量率β的值足够大,压电系统存储能量达到最大,从而提高液压管输送流体所产生的机械能对NES-压电器件电能的转换效率,能够将机械能转化为电能从而应用于微型电子等设备中。

研究基于橡胶材料迟滞阻尼特性的非线性能量阱对光学卫星飞轮微振动的抑制。通过对飞轮扰动机制的分析,建立考虑飞轮扰动的动力学模型。结合飞轮微振动模型,提出一种基于非线性能量阱的飞轮微振动抑制方法,设计一种基于非线性能量阱的金属橡胶减振器。设计卫星飞轮地面试验方案,验证了微振动抑制方法的有效性。试验结果表明:飞轮微振动模型分析准确,设计合理,基于该模型的减振器能有效抑制飞轮微振动。

使用单根欧拉梁作为非线性刚度元件,建立其边界固支条件下的理论模型。考虑线性刚度对单根欧拉梁输出刚度影响几乎可忽略,可有效构建一种近似纯立方刚度的非线性能量阱;以抑制星载设备在主动发射段来自运载火箭瞬态载荷的影响,建立结构板-星载设备-非线性能量阱系统动力学模型;利用所建模型进行仿真计算,并根据振动吸收和系统中各部分能量传递特征研究非线性能量阱的工作性能。研究结果表明,采用单根欧拉梁成功构建可在工程中应用的非线性能量阱,且给出了发生靶能量传递的初始条件。