CN112069615A - 组合型动力吸振器优化方法、系统、终端设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了组合型动力吸振器优化方法、系统、终端设备及存储介质，所述组合型动力吸振器优化方法包括步骤：建立设有相同数量且相同类型的动力吸振器的组合型动力吸振器模型；在相同优化约束条件下，仿真分析根据动力吸振器质量、动力吸振器刚度、动力吸振器阻尼和动力吸振器阻尼率四个参数的五种组合模式的主系统幅频响应结果；基于主系统最大动力放大系数最小值最小化原则获取五种所述组合模式中的最优组合模式；根据所述最优组合模式获取每一动力吸振器的优化弹簧刚度；选用与所述优化弹簧刚度对应的优化动力吸振器。本发明实现了不同主系统的针对性组合动力吸振器的优化和选用，为组合型动力吸振器的工程设计和应用提供了进一步的参考。

Description

组合型动力吸振器优化方法、系统、终端设备及存储介质

技术领域

本发明属于组合型动力吸振器优化技术领域，更具体地，涉及一种组合型动力吸振器优化方法、系统、终端设备及存储介质。

背景技术

目前动力吸振器在结构振动控制中得到了广泛的应用。但研究结果表明，当系统所受到的外界激励力频带非常窄时，动力吸振器的减振效果很好；当外界激励力频带较宽时，动力吸振器减振效果明显降低。因此，动力吸振器用于结构振动控制时其有效频带较窄、控制效果不稳定、可实现性较差。

实际工程应用中为了避免因为激励频率变化而引起的动力吸振器失效情况，需要尽可能拓宽其减振频带。然而，为了拓宽其减振频带而增大阻尼会影响总体减振效果，此外，过分增大质量比往往也难以接受(质量比一般不超过0.05)。为此，本发明提供了一种采用具有分布频率的组合型动力吸振器来拓宽减振频带的技术方案。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种组合型动力吸振器优化方法、系统、终端设备及存储介质。

其中，所述组合型动力吸振器优化方法包括步骤：

S1：建立设有相同数量且相同类型的动力吸振器的组合型动力吸振器模型；

S2：基于所述组合型动力吸振器模型，在相同优化约束条件下，仿真分析根据动力吸振器质量、动力吸振器刚度、动力吸振器阻尼和动力吸振器阻尼率四个参数中两两相同且两两不同的五种组合模式的主系统幅频响应结果，其中，所述优化约束条件为每一所述组合模式的组合型动力吸振器总质量比相同、每一所述组合模式的组合型动力吸振器固有频率均匀分布；

S3：基于主系统最大动力放大系数最小值最小化原则获取五种所述组合模式中的最优组合模式；并根据所述最优组合模式获取所述最优组合模式的每一动力吸振器的优化弹簧刚度；

S4：选用与所述优化弹簧刚度对应的优化动力吸振器。

可选地，步骤S4具体包括步骤：

S41：根据所述优化弹簧刚度分配所述动力吸振器的每一弹簧的子优化弹簧刚度；

S42：选用与每一所述子优化弹簧刚度一一对应的所述优化动力吸振器。

可选地，步骤S42具体包括步骤：

S421：根据安装环境和所述子优化弹簧刚度获取材料切变模量、材料直径、所述子优化弹簧的中径、所述子优化弹簧的有效圈数；其中，所述子优化弹簧刚度、所述材料切变模量、所述材料直径、所述子优化弹簧的中径、所述子优化弹簧的有效圈数满足公式(1)：

其中，K为所述子优化弹簧刚度，G为所述材料切变模量，d为所述材料直径，D为所述子优化弹簧的中径，n为所述子优化弹簧的有效圈数；

S422：确认所述子优化弹簧的弹簧切应力，所述子优化弹簧与其自身的弹簧切应力满足公式(2)和(3)：

其中，F为所述子优化弹簧的弹簧载荷，f为所述子优化弹簧的弹簧变形量，P为所述子优化弹簧的弹簧曲度系数。

可选地，步骤S2具体包括步骤：

S21：设定所述约束条件；

S22：根据动力吸振器质量、动力吸振器刚度、动力吸振器阻尼和动力吸振器阻尼率的四个参数中两两相同且两两不同的五种组合模式；

S23：基于组合型动力吸振器模型，仿真分析每一种所述组合模式所对应的动力吸振器质量、动力吸振器刚度、动力吸振器阻尼和动力吸振器阻尼率四个参数所对应的所述主系统幅频响应结果；

S24：整合每一种所述组合模式所对应的主系统幅频响应结果以形成对比。

本发明还公开了一种组合型动力吸振器优化系统，包括：

模型建立模块，用以建立设有相同数量且相同类型的动力吸振器的组合型动力吸振器模型；

仿真分析模块，用以基于所述组合型动力吸振器模型，在相同优化约束条件下，仿真分析根据动力吸振器质量、动力吸振器刚度、动力吸振器阻尼和动力吸振器阻尼率四个参数中两两相同且两两不同的五种组合模式的主系统幅频响应结果，其中，所述优化约束条件为每一所述组合模式的组合型动力吸振器总质量比相同、每一所述组合模式的组合型动力吸振器固有频率均匀分布；

优化弹簧刚度获取模块，用以基于主系统最大动力放大系数最小值最小化原则获取五种所述组合模式中的最优组合模式；并根据所述最优组合模式获取所述最优组合模式的每一动力吸振器的优化弹簧刚度；

优化动力吸振器选用模块，用以选用与所述优化弹簧刚度对应的优化动力吸振器。

可选地，所述优化动力吸振器选用模块包括子优化弹簧刚度模块和子选用模块；

所述子优化弹簧刚度模块用以根据所述优化弹簧刚度分配所述动力吸振器的每一弹簧的子优化弹簧刚度；

所述子选用模块用以选用与每一所述子优化弹簧刚度一一对应的所述优化动力吸振器。

可选地，所述子选用模块包括子优化弹簧结构参数模块和子优化弹簧应力参数模块；

所述子优化弹簧结构参数模块用以根据安装环境和所述子优化弹簧刚度获取材料切变模量、材料直径、所述子优化弹簧的中径、所述子优化弹簧的有效圈数；其中，所述子优化弹簧刚度、所述材料切变模量、所述材料直径、所述子优化弹簧的中径、所述子优化弹簧的有效圈数满足公式(1)：

其中，K为所述子优化弹簧刚度，G为所述材料切变模量，d为所述材料直径，D为所述子优化弹簧的中径，n为所述子优化弹簧的有效圈数；

所述子优化弹簧应力参数模块用以确认所述子优化弹簧的弹簧切应力，所述子优化弹簧与其自身的弹簧切应力满足公式(2)和(3)：

其中，F为所述子优化弹簧的弹簧载荷，f为所述子优化弹簧的弹簧变形量，P为所述子优化弹簧的弹簧曲度系数。

可选地，所述仿真分析模块包括约束条件设定模块、组合模式建立模块和子仿真分析模块和整合模块；

所述约束条件设定模块用以设定所述约束条件；

所述组合模式建立模块用以根据动力吸振器质量、动力吸振器刚度、动力吸振器阻尼和动力吸振器阻尼率的四个参数中两两相同且两两不同的五种组合模式；

所述子仿真分析模块用以基于组合型动力吸振器模型，仿真分析每一种所述组合模式所对应的动力吸振器质量、动力吸振器刚度、动力吸振器阻尼和动力吸振器阻尼率四个参数所对应的所述主系统幅频响应结果；

所述整合模块用以整合每一种所述组合模式所对应的主系统幅频响应结果以形成对比。

本发明还提供了一种终端设备，所述终端设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的组合型动力吸振器优化程序，所述组合型动力吸振器优化程序配置为实现上述任意一项所述的组合型动力吸振器优化方法的步骤。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有组合型动力吸振器优化程序，所述组合型动力吸振器优化程序被处理器执行时实现上述任意一项所述的组合型动力吸振器优化方法的步骤。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

通过建模并仿真分析在相同约束条件下不同组合模式的组合型动力吸振器的主系统幅频响应结果，从而实现拓宽减振频带且保证其减振效果的条件下，同时实现多个不同调谐频率的动力吸振器的组合形成组合型动力吸振器的参数优化，从而获得设计为便于组合和安装的动力吸振器提供科学依据和支撑，实现了不同主系统的针对性组合动力吸振器的优化和选用，提高不同主系统所对应的减振频带和减振效果的针对性和有效性，使得主系统减振效果和减振频带达到最佳，为组合型动力吸振器的工程设计和应用提供了进一步的参考。

附图说明

图1为本发明的组合型动力吸振器优化方法的一种实施例流程图；

图2为本发明的组合型动力吸振器优化方法的另一种实施例流程图；

图3为本发明的组合型动力吸振器模型示意图；

图4为本发明的组合一(即组合模式一)的主系统幅频响应结果示意图；

图5为本发明的组合二(即组合模式二)的主系统幅频响应结果示意图；

图6为本发明的组合三(即组合模式三)的主系统幅频响应结果示意图；

图7为本发明的组合四(即组合模式四)的主系统幅频响应结果示意图；

图8为本发明的组合五(即组合模式五)的主系统幅频响应结果示意图；

图9为本发明的五种组合模式的主系统幅频响应结果对比示意图；

图10为动力吸振器的四种规格的结构示意图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：m₁-吸振器质量一、m_i-吸振器质量i、m_n-吸振器质量n、m-主系统质量、k₁-吸振器刚度一、k_i-吸振器刚度i、k_n-吸振器刚度n、k-主系统刚度、c₁-吸振器阻尼一、c_i-吸振器阻尼i、c_n-吸振器阻尼n、c-主系统阻尼、x₁-吸振器运动矢量一、x_i-吸振器运动矢量i、x_n-吸振器运动矢量n、x-主系统运动矢量、F-外界激励力、11-芯轴、12-压铁、13-弹簧、14-螺母、15-圆形钢垫环。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本发明的一种实施例中，如图1所示，一种组合型动力吸振器优化方法，包括步骤：

S1：建立设有相同数量且相同类型的动力吸振器的组合型动力吸振器模型；

S2：基于所述组合型动力吸振器模型，在相同优化约束条件下，仿真分析根据动力吸振器质量、动力吸振器刚度、动力吸振器阻尼和动力吸振器阻尼率四个参数中两两相同且两两不同的五种组合模式的主系统幅频响应结果，其中，所述优化约束条件为每一所述组合模式的组合型动力吸振器总质量比相同、每一所述组合模式的组合型动力吸振器固有频率均匀分布；

S3：基于主系统最大动力放大系数最小值最小化原则获取五种所述组合模式中的最优组合模式；并根据所述最优组合模式获取所述最优组合模式的每一动力吸振器的优化弹簧刚度；

S4：选用与所述优化弹簧刚度对应的优化动力吸振器。

具体地，如图3所示，为本发明的组合型动力吸振器模型，包括主系统和n个动力吸振器；主系统包括质量块主体和主弹簧，主系统的主系统刚度为c，主系统的主系统质量为m，主系统受到的外界激励力为F；每一动力吸振器均包括芯轴11、压铁12、弹簧13、圆形钢垫环15和螺母14；每一动力吸振器的吸振器阻尼为c_j(j为正整数)，每一动力吸振器的吸振器质量为m_j，每一动力吸振器的吸振器刚度为k_j，每一动力吸振器的吸振器阻尼率为ξ_j，每一动力吸振器的吸振器运动矢量为x_j(以主弹簧和弹簧13被压缩(即朝向主系统机脚一侧或向下运动)为正方向。如动力吸振器一的吸振器阻尼为c₁、吸振器质量为m₁、吸振器刚度为k₂、吸振器阻尼率为ξ₁、吸振器运动矢量为x₁；如动力吸振器i的吸振器阻尼为c_i、吸振器质量为m_i、吸振器刚度为k_i、吸振器阻尼率为ξ_i、吸振器运动矢量为x_i；如动力吸振器n的吸振器阻尼为c_n、吸振器质量为m_n、吸振器刚度为k_n、吸振器阻尼率为ξ_n、吸振器运动矢量为x_n；其中，1＜i＜n，n为正整数。为了便于建模和理论研究，本组合型动力吸振器模型表示采用被动隔振器和组合型动力吸振器对动力机械设备进行振动控制。为了方便理论研究，满足以下假设：动力机械设备和吸振器质量块为刚体，其形状规则，质量均匀；仅考虑系统垂向运动；组合型动力吸振器固有频率均匀分布。

根据动力吸振器质量、动力吸振器刚度、动力吸振器阻尼和动力吸振器阻尼率四个参数中两两相同且两两不同的五种组合模式(其中，五种组合模式的动力吸振器的数量相同)的分组情况具体如下：

组合模式一(即组合一)：k₁＝k₂＝...＝k_n，c₁＝c₂＝...＝c_n，m₁≠m₂≠...≠m_n，ξ₁≠ξ₂≠...≠ξ_n；

组合模式二(即组合二)：m₁＝m₂＝...＝m_n，ξ₁＝ξ₂＝...＝ξ_n，k₁≠k₂≠...≠k_n，c₁≠c₂≠...≠c_n；

组合模式三(即组合三)：m₁＝m₂＝...＝m_n，c₁＝c₂＝...＝c_n，k₁≠k₂≠...≠k_n，ξ₁≠ξ₂≠...≠ξ_n；

组合模式四(即组合四)：k₁＝k₂＝...＝k_n，ξ₁＝ξ₂＝...＝ξ_n，m₁≠m₂≠...≠m_n，c₁≠c₂≠...≠c_n；

组合模式五(即组合五)：c₁＝c₂＝...＝c_n，ξ₁＝ξ₂＝...＝ξ_n，m₁≠m₂≠...≠m_n，k₁≠k₂≠...≠k_n。

在实际应用中，组合型动力吸振器总质量比优选小于0.05。

在本发明的另一实施例中，如图2所示，在上述实施例的基础上，当动力吸振器的设有多个子弹簧(如双层子弹簧、单层质量的动力吸振器，双层子弹簧、双层质量的动力吸振器等)时，则步骤S4具体包括步骤：

S41：根据所述优化弹簧刚度分配所述动力吸振器的每一弹簧的子优化弹簧刚度；

S42：选用与每一所述子优化弹簧刚度一一对应的所述优化动力吸振器。

可选地，步骤S42具体包括步骤：

S421：根据安装环境和所述子优化弹簧刚度获取材料切变模量、材料直径、所述子优化弹簧的中径、所述子优化弹簧的有效圈数；其中，所述子优化弹簧刚度、所述材料切变模量、所述材料直径、所述子优化弹簧的中径、所述子优化弹簧的有效圈数满足公式(1)：

其中，K为所述子优化弹簧刚度，G为所述材料切变模量，d为所述材料直径，D为所述子优化弹簧的中径，n为所述子优化弹簧的有效圈数；

S422：确认所述子优化弹簧的弹簧切应力，所述子优化弹簧与其自身的弹簧切应力满足公式(2)和(3)：

其中，F为所述子优化弹簧的弹簧载荷，f为所述子优化弹簧的弹簧变形量，P为所述子优化弹簧的弹簧曲度系数。

可选地，可选地，步骤S2具体包括步骤：

S21：设定所述约束条件；

S22：根据动力吸振器质量、动力吸振器刚度、动力吸振器阻尼和动力吸振器阻尼率的四个参数中两两相同且两两不同的五种组合模式；

S23：基于组合型动力吸振器模型，仿真分析每一种所述组合模式所对应的动力吸振器质量、动力吸振器刚度、动力吸振器阻尼和动力吸振器阻尼率四个参数所对应的所述主系统幅频响应结果；

S24：整合每一种所述组合模式所对应的主系统幅频响应结果以形成对比。

示例性的，主系统(动力机械设备)质量为1000Kg，被动隔振器刚度(即主系统刚度c)为1e⁷N/m，主系统的主系统阻尼为4000N/ms^-1。组合型动力吸振器总质量比为0.01，故组合型动力吸振器的总质量为10kg；五种组合模式每一种组合模式设有4个动力吸振器，四个动力吸振器均布于主系统的四个边角处。为了更有说服力和科学性，本发明还模仿分析了系统不设置组合型动力吸振器的主系统幅频响应结果和系统设置一个调谐动力吸振器(根据有阻尼的协调动力吸振器最优设计原则，该协调动力吸振器的质量为10Kg，刚度为102010N/m，阻尼为11.9465N/ms^-1)的主系统幅频响应结果。

如图4所示，为组合一的主系统的幅频响应结果与不设置组合型动力吸振器的主系统幅频响应结果和系统设置一个调谐动力吸振器的幅频响应结果的仿真分析对比图，如图5所示，为组合二的主系统的幅频响应结果与不设置组合型动力吸振器的主系统幅频响应结果和系统设置一个调谐动力吸振器的幅频响应结果的仿真分析对比图，如图6所示，为组合三的主系统的幅频响应结果与不设置组合型动力吸振器的主系统幅频响应结果和系统设置一个调谐动力吸振器的幅频响应结果的仿真分析对比图，如图7所示，为组合四的主系统的幅频响应结果与不设置组合型动力吸振器的主系统幅频响应结果和系统设置一个调谐动力吸振器的幅频响应结果的仿真分析对比图，如图8所示，为组合五的主系统的幅频响应结果与不设置组合型动力吸振器的主系统幅频响应结果和系统设置一个调谐动力吸振器的幅频响应结果的仿真分析对比图，如图9所示，为五种组合模式的主系统幅频响应结果的仿真分析对比图。由图4-9所示可知，在组合型动力吸振器总质量比不变的情况下：

表1组合型动力吸振器结构参数

(1)与单个动力吸振器相比，组合型动力吸振器的减振频带有所增加；

(2)组合型动力吸振器减振频带的增加是以牺牲减振效果为代价实现的；

(3)组合型动力吸振器在组合1形式下，每个动力吸振器具有相同的刚度和阻尼常数，制作最为简单，因此建议在工程应用中优先选用组合一进行组合型动力吸振器设计研究。

对不同组合模式的组合型动力吸振器进行优化设计，得出的具体结构参数如表1所示。

由图4-9所示，本实例选择组合一，即组合一的每个动力吸振器具有相同的刚度和阻尼常数制作最为简单，因此，在工程应用中优先选用该组合模式进行组合型动力吸振器设计研究。当动力吸振器的型号可根据组合一优化设计后的结构参数在国家关于弹簧13的国家标准表中查到时，可直接根据该国家标准表进行动力吸振器的选用到该系统中。当国家标准表没法查到时，可根据组合一的结构参数进行动力吸振器的制作。

任意型号或者规格的动力吸振器均由以下组件构成：芯轴11、压铁12、弹簧13、圆形钢垫环15和螺母14，且作用、材料及加工要求相同，具体如下：

芯轴11是整个动力吸振器连接压铁12和弹簧13的支撑结构，主要功能为避免动力吸振器的安装固定，避免弹簧13在工作过程中产生弯曲不对中，同时引导压铁12沿垂直方向滑动。芯轴11的材料为45号钢，上下两端留有螺纹，中间中间部分粗糙度为6.3。为了防止腐蚀生锈，表面镀锌处理。

压铁12是动力吸振器的质量元件，压铁12的材料采用45号钢。考虑到实际应用时，若干块压铁12可能叠放使用，压铁12表面的粗糙度为6.3。同时，压铁12套在芯轴11上，二者之间保留有0.5～1mm的间隙。为了避免腐蚀，压铁12表面镀锌处理。

弹簧13是动力吸振器的弹性元件，采用两端圈并紧磨锻平型圆柱压缩弹簧。为了安装和调节方便，每种型号动力吸振器的弹簧设计为不同的高度(内径、中径、节距、螺旋升角相同)。弹簧13的材料为60SiMnA；为了避免腐蚀，弹簧13表面镀锌处理。当弹簧13的结构参数确定后，其刚度及外力作用时的内部切应力均可以确定。

弹簧刚度：

其中，G为材料切变模量，d为材料直径，D为弹簧中径，n为弹簧有效圈数。

弹簧切应力：

其中，F₁为弹簧载荷(即压铁质量)，f为弹簧变形量，P为弹簧曲度系数，其满足如下关系：

圆形钢垫环15的作用为调节压铁12、弹簧13安装在芯轴11的位置，确保在一定弹簧预紧力的情况下将二者通过螺母14固定。圆形钢垫环15的材料采用45号钢；圆形钢垫环15上下端表面的粗糙度为6.3；圆形钢垫环15套在芯轴11上，二者之间保留有0.5～1mm的间隙；为了避免腐蚀，圆形钢垫环15表面镀锌处理。

螺母14的作用是固定动力吸振器并将其安装在相应的机座上。螺母14材料采用Q235号钢，高度为8mm；为了避免腐蚀，螺母14表面镀锌处理。值得说明的是，在俄制动力吸振器中，芯轴11上端以及螺母14设有通孔，通过插销实现螺母14锁死，防止动力吸振器运行过程中螺母14出现松动后影响其减振性能。该结构不方便实际弹簧预紧力和压铁12的调整，因此在研制备件中，芯轴11上端采用双螺母14锁死。

对于弹簧组件，钢弹簧材料直径为3mm，内径为13.5mm，切变模量为79300N/mm²。为了确保弹簧刚度能够满足动力吸振器减振性能需要，弹簧13有效圈数分别选取4～15圈设计加工，对应的刚度范围为15.876～59.535N/mm。

根据压铁12与弹簧13的组合关系，动力吸振器可分为四种规格(单层弹簧、单层压铁，双层弹簧、单层压铁，单层弹簧、双层压铁，双层弹簧、双层压铁)。

对于双层弹簧、单层质量规格的动力吸振器(即上文所述的设有两个子弹簧的动力吸振器)，该规格动力吸振器主要对机组的基频振动有减振效果，且只有当动力吸振器的调谐频率与机组基频一致时才能实现，因此弹簧刚度对其减振效果影响较大。调谐频率与弹簧刚度和压铁质量之间的关系满足公式(4)：

其中，f即为调谐频率，K₁为上层弹簧刚度，K₂为下层弹簧刚度，M为压铁的质量。

在本发明的另一种实施例中，一种组合型动力吸振器优化系统，包括：模型建立模块，用以建立设有相同数量且相同类型的动力吸振器的组合型动力吸振器模型；

仿真分析模块，用以基于所述组合型动力吸振器模型，在相同优化约束条件下，仿真分析根据动力吸振器质量、动力吸振器刚度、动力吸振器阻尼和动力吸振器阻尼率四个参数中两两相同且两两不同的五种组合模式的主系统幅频响应结果，其中，所述优化约束条件为每一所述组合模式的组合型动力吸振器总质量比相同、每一所述组合模式的组合型动力吸振器固有频率均匀分布；

优化弹簧刚度获取模块，用以基于主系统最大动力放大系数最小值最小化原则获取五种所述组合模式中的最优组合模式；并根据所述最优组合模式获取所述最优组合模式的每一动力吸振器的优化弹簧刚度；

优化动力吸振器选用模块，用以选用与所述优化弹簧刚度对应的优化动力吸振器。

可选地，所述优化动力吸振器选用模块包括子优化弹簧刚度模块和子选用模块；

所述子优化弹簧刚度模块用以根据所述优化弹簧刚度分配所述动力吸振器的每一弹簧的子优化弹簧刚度；

所述子选用模块用以选用与每一所述子优化弹簧刚度一一对应的所述优化动力吸振器。

可选地，所述子选用模块包括子优化弹簧结构参数模块和子优化弹簧应力参数模块；

所述子优化弹簧结构参数模块用以根据安装环境和所述子优化弹簧刚度获取材料切变模量、材料直径、所述子优化弹簧的中径、所述子优化弹簧的有效圈数；其中，所述子优化弹簧刚度、所述材料切变模量、所述材料直径、所述子优化弹簧的中径、所述子优化弹簧的有效圈数满足公式(1)：

其中，K为所述子优化弹簧刚度，G为所述材料切变模量，d为所述材料直径，D为所述子优化弹簧的中径，n为所述子优化弹簧的有效圈数；

所述子优化弹簧应力参数模块用以确认所述子优化弹簧的弹簧切应力，所述子优化弹簧与其自身的弹簧切应力满足公式(2)和(3)：

其中，F为所述子优化弹簧的弹簧载荷，f为所述子优化弹簧的弹簧变形量，P为所述子优化弹簧的弹簧曲度系数。

可选地，所述仿真分析模块包括约束条件设定模块、组合模式建立模块和子仿真分析模块和整合模块；

所述约束条件设定模块用以设定所述约束条件；

所述组合模式建立模块用以根据动力吸振器质量、动力吸振器刚度、动力吸振器阻尼和动力吸振器阻尼率的四个参数中两两相同且两两不同的五种组合模式；

所述子仿真分析模块用以基于组合型动力吸振器模型，仿真分析每一种所述组合模式所对应的动力吸振器质量、动力吸振器刚度、动力吸振器阻尼和动力吸振器阻尼率四个参数所对应的所述主系统幅频响应结果；

所述整合模块用以整合每一种所述组合模式所对应的主系统幅频响应结果以形成对比。

在本发明的另一种实施例中，一种终端设备，所述终端设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的组合型动力吸振器优化程序，所述组合型动力吸振器优化程序配置为实现上述任意一项所述的组合型动力吸振器优化方法的步骤。

在本发明的另一种实施例中，一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有组合型动力吸振器优化程序，所述组合型动力吸振器优化程序被处理器执行时实现上述任意一项所述的组合型动力吸振器优化方法的步骤。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种组合型动力吸振器优化方法，其特征在于，包括步骤：

S1：建立设有相同数量且相同类型的动力吸振器的组合型动力吸振器模型；

S2：基于所述组合型动力吸振器模型，在相同优化约束条件下，仿真分析根据动力吸振器质量、动力吸振器刚度、动力吸振器阻尼和动力吸振器阻尼率四个参数中两两相同且两两不同的五种组合模式的主系统幅频响应结果，其中，所述优化约束条件为每一所述组合模式的组合型动力吸振器总质量比相同、每一所述组合模式的组合型动力吸振器固有频率均匀分布；

S3：基于主系统最大动力放大系数最小值最小化原则获取五种所述组合模式中的最优组合模式；并根据所述最优组合模式获取所述最优组合模式的每一动力吸振器的优化弹簧刚度；

S4：选用与所述优化弹簧刚度对应的优化动力吸振器。

2.如权利要求1所述的组合型动力吸振器优化方法，其特征在于：

步骤S4具体包括步骤：

S41：根据所述优化弹簧刚度分配所述动力吸振器的每一弹簧的子优化弹簧刚度；

S42：选用与每一所述子优化弹簧刚度一一对应的所述优化动力吸振器。

3.如权利要求2所述的组合型动力吸振器优化方法，其特征在于：

步骤S42具体包括步骤：

S421：根据安装环境和所述子优化弹簧刚度获取材料切变模量、材料直径、所述子优化弹簧的中径、所述子优化弹簧的有效圈数；其中，所述子优化弹簧刚度、所述材料切变模量、所述材料直径、所述子优化弹簧的中径、所述子优化弹簧的有效圈数满足公式(1)：

其中，K为所述子优化弹簧刚度，G为所述材料切变模量，d为所述材料直径，D为所述子优化弹簧的中径，n为所述子优化弹簧的有效圈数；

S422：确认所述子优化弹簧的弹簧切应力，所述子优化弹簧与其自身的弹簧切应力满足公式(2)和(3)：

其中，F为所述子优化弹簧的弹簧载荷，f为所述子优化弹簧的弹簧变形量，P为所述子优化弹簧的弹簧曲度系数。

4.如权利要求1-3任意一项所述的组合型动力吸振器优化方法，其特征在于：

步骤S2具体包括步骤：

S21：设定所述约束条件；

S22：根据动力吸振器质量、动力吸振器刚度、动力吸振器阻尼和动力吸振器阻尼率的四个参数中两两相同且两两不同的五种组合模式；

S23：基于组合型动力吸振器模型，仿真分析每一种所述组合模式所对应的动力吸振器质量、动力吸振器刚度、动力吸振器阻尼和动力吸振器阻尼率四个参数所对应的所述主系统幅频响应结果；

S24：整合每一种所述组合模式所对应的主系统幅频响应结果以形成对比。

5.一种组合型动力吸振器优化系统，其特征在于，包括：

模型建立模块，用以建立设有相同数量且相同类型的动力吸振器的组合型动力吸振器模型；

仿真分析模块，用以基于所述组合型动力吸振器模型，在相同优化约束条件下，仿真分析根据动力吸振器质量、动力吸振器刚度、动力吸振器阻尼和动力吸振器阻尼率四个参数中两两相同且两两不同的五种组合模式的主系统幅频响应结果，其中，所述优化约束条件为每一所述组合模式的组合型动力吸振器总质量比相同、每一所述组合模式的组合型动力吸振器固有频率均匀分布；

优化弹簧刚度获取模块，用以基于主系统最大动力放大系数最小值最小化原则获取五种所述组合模式中的最优组合模式；并根据所述最优组合模式获取所述最优组合模式的每一动力吸振器的优化弹簧刚度；

优化动力吸振器选用模块，用以选用与所述优化弹簧刚度对应的优化动力吸振器。

6.如权利要求5所述的组合型动力吸振器优化系统，其特征在于：

所述优化动力吸振器选用模块包括子优化弹簧刚度模块和子选用模块；

所述子优化弹簧刚度模块用以根据所述优化弹簧刚度分配所述动力吸振器的每一弹簧的子优化弹簧刚度；

所述子选用模块用以选用与每一所述子优化弹簧刚度一一对应的所述优化动力吸振器。

7.如权利要求6所述的组合型动力吸振器优化系统，其特征在于：

所述子选用模块包括子优化弹簧结构参数模块和子优化弹簧应力参数模块；

所述子优化弹簧结构参数模块用以根据安装环境和所述子优化弹簧刚度获取材料切变模量、材料直径、所述子优化弹簧的中径、所述子优化弹簧的有效圈数；其中，所述子优化弹簧刚度、所述材料切变模量、所述材料直径、所述子优化弹簧的中径、所述子优化弹簧的有效圈数满足公式(1)：

其中，K为所述子优化弹簧刚度，G为所述材料切变模量，d为所述材料直径，D为所述子优化弹簧的中径，n为所述子优化弹簧的有效圈数；

所述子优化弹簧应力参数模块用以确认所述子优化弹簧的弹簧切应力，所述子优化弹簧与其自身的弹簧切应力满足公式(2)和(3)：

其中，F为所述子优化弹簧的弹簧载荷，f为所述子优化弹簧的弹簧变形量，P为所述子优化弹簧的弹簧曲度系数。

8.如权利要求5-7任意一项所述的组合型动力吸振器优化系统，其特征在于：

所述仿真分析模块包括约束条件设定模块、组合模式建立模块和子仿真分析模块和整合模块；

所述约束条件设定模块用以设定所述约束条件；

所述组合模式建立模块用以根据动力吸振器质量、动力吸振器刚度、动力吸振器阻尼和动力吸振器阻尼率的四个参数中两两相同且两两不同的五种组合模式；

所述子仿真分析模块用以基于组合型动力吸振器模型，仿真分析每一种所述组合模式所对应的动力吸振器质量、动力吸振器刚度、动力吸振器阻尼和动力吸振器阻尼率四个参数所对应的所述主系统幅频响应结果；

所述整合模块用以整合每一种所述组合模式所对应的主系统幅频响应结果以形成对比。

9.一种终端设备，其特征在于，所述终端设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的组合型动力吸振器优化程序，所述组合型动力吸振器优化程序配置为实现上述权利要求1-4任意一项所述的组合型动力吸振器优化方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有组合型动力吸振器优化程序，所述组合型动力吸振器优化程序被处理器执行时实现上述权利要求1-4任意一项所述的组合型动力吸振器优化方法的步骤。

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