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摘要
针对潜艇机械设备周期性运转产生的宽频线谱难以消除问题，开展了简谐激励下非线性能量阱振动抑制效果与结构参数优化研究。建立机械设备耦合非线性能量阱的动力学模型，利用增量谐波平衡法、弧长延拓法以及Floquet理论分析了系统周期解及其稳定性；以系统振动能量为评价准则，探讨了阻尼、质量比和刚度3个参数对非线性能量阱振动抑制效果的影响规律；进一步，在质量比ε=0.05时，通过局部优化得到了非线性能量阱阻尼与刚度区间，并对振动抑制效果鲁棒性进行了研究。理论研究表明：增量谐波平衡法、弧长延拓法以及Floquet理论三者相结合，与Runge-Kutta法计算结果吻合良好，能够有效构建耦合系统周期解完整图像；弱阻尼是非线性能量阱具备良好吸振效果的先决条件，对于参数优化后的非线性能量阱，在外界激励频率±20%以及激励幅值±50%变化范围内都具备良好的振动抑制效果，鲁棒性较佳。设计了一种可垂向承载的柔性铰链型非线性能量阱原理样机，并开展了台架试验，验证了理论研究成果的正确性。
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