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摘要
为了验证双稳态屈曲梁结构的低频跳跃突变特性以及其能否在较低频率范围内进行能量耗散和吸收，本文基于小驱动大变形的设计目标，本文设计了一种以梁二阶屈曲模态为基础的新型双稳态结构，即在简支屈曲梁上施加可移动铰支约束，并在可移动铰支处施加可调驱动力矩，从而实现屈曲梁在较小外部激励作用下发生稳定的二阶屈曲模态跳变。通过动力学建模，采用最小势能原理得到双稳态屈曲梁发生二阶跳变的最小驱动力矩，并给出了移动铰支变化时，屈曲梁双稳态形式的变化特点及相应的跳变能量。通过仿真分析了双稳态屈曲梁的固有频率及跳跃模式，验证了理论分析结果。基于理论与仿真分析结果，设计了双稳态屈曲梁跳跃机构。通过实验验证了所设计双稳态屈曲梁结构在低频外激励作用下能发生二阶模态的跳变，为低频振动下进行能量吸收和耗散结构的设计提供了新思路。
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单位北京工业大学; 国家知识产权局
