扭转减振器频率控制优化及试验研究

doi:10.3901/JME.2025.07.373

机械工程学报 ›› 2025, Vol. 61 ›› Issue (7): 373-381.doi: 10.3901/JME.2025.07.373

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扭转减振器频率控制优化及试验研究

刘辉^1,2, 杨毅¹, 高普^1,2, 项昌乐^1,2

1. 北京理工大学机械与车辆学院北京 100081;
2. 北京理工大学前沿技术研究院济南 250307

收稿日期:2024-04-10 修回日期:2024-07-18 发布日期:2025-05-12
作者简介:刘辉，女，1975年出生，博士，教授，博士研究生导师。主要研究方向为地面无人车辆，混合动力车辆，新构型特种平台，机电传动，车辆动力学与控制。E-mail：lh@bit.edu.cn,liu_hui_bit@126.com
高普(通信作者)，男，1989年出生，博士，特别副研究员，硕士研究生导师。主要研究方向为智能材料与结构设计，机电复合动力学及控制，车辆传动系统综合减振。E-mail：gaopu_tva@bit.edu.cn；gaopu1989@126.com
基金资助:
国家自然科学基金(52205086,52130512)、北京市科技新星计划(20230484262)、VTDP项目(DLZX202304,202302329249)和重点实验室稳定支持(202320301483)资助项目。

Optimization and Experimental Study on Frequency Control of Torsional Vibration Damper

LIU Hui^1,2, YANG Yi¹, GAO Pu^1,2, XIANG Changle^1,2

1. School of Mechanical Engineering, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081;
2. Institute of Advanced Technology, Beijing Institute of Technology, Jinan 250307

Received:2024-04-10 Revised:2024-07-18 Published:2025-05-12

摘要/Abstract

摘要： 针对宽频强激励下车辆动力传动系统多模态扭转振动，开展自调谐变刚度扭转振动抑制技术的研究。介绍了所提出的并联变刚度调频复合扭转减振器的工作原理，建立了含扭转减振器的扭转振动系统动力学模型，分析了扭振系统在调频过程中固有振动特性的瞬态变化状态，提出了适合系统运行条件的并联变刚度频率调谐复合扭转减振器吸振组块的最优调频控制方案，搭建扭转减振器频率调谐方案验证试验台，对扭转减振器进行半主动控制试验，测试其固有频率对外部激励频率的跟随特性。研究结果表明，自调谐变刚度吸振组块可有效提高扭振系统的减振性能，改进后的频率调谐方案可以更好地降低扭振系统振动响应，且半主动扭转减振器在整个频率调谐范围，减振效果要明显优于被动减振器，验证所提频率调谐改进方案的有效性和可靠性。

关键词: 变刚度, 吸振, 扭转减振器, 频率调谐, 试验验证

Abstract: Research on self-tuning variable stiffness torsional vibration suppression technology is conducted to address multi-modal torsional vibration in vehicle powertrain systems under wideband excitation. The working principle of the proposed parallel variable stiffness frequency-tuned compound torsional damper is introduced, the dynamic model of the torsional vibration system with the damper is established, the transient changes of the inherent vibration characteristics of the torsional vibration system during frequency tuning is analyzed, the optimal frequency tuning control scheme for the parallel variable stiffness frequency-tuned compound torsional damper absorber block that is suitable for system operating conditions is proposed, a torsional damper frequency tuning validation test bench is constructed, semi-active control experiments on the torsional damper are conducted, and its frequency tracking characteristics with respect to external excitation frequencies are tested. The research results show that the self-tuning variable stiffness absorber block can effectively improve the vibration reduction performance of the torsional vibration system, and the improved frequency tuning scheme can significantly reduce the vibration response of the torsional vibration system. Moreover, the semi-active torsional damper performs significantly better than the passive damper throughout the frequency tuning range, which verified the effectiveness and reliability of the proposed frequency tuning improvement scheme.

Key words: variable stiffness, vibration absorption, torsional absorber, frequency tuning, experimental verification

中图分类号:

U463

刘辉, 杨毅, 高普, 项昌乐. 扭转减振器频率控制优化及试验研究[J]. 机械工程学报, 2025, 61(7): 373-381.

LIU Hui, YANG Yi, GAO Pu, XIANG Changle. Optimization and Experimental Study on Frequency Control of Torsional Vibration Damper[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2025, 61(7): 373-381.

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扭转减振器频率控制优化及试验研究

Optimization and Experimental Study on Frequency Control of Torsional Vibration Damper

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