[发明专利]一种包含多个摆锤的离心摆减振器的关键参数设计方法

权利要求书

1.一种针对包含多个摆锤的CPVA的关键参数设计方法，其特征在于，包括：

步骤S1，建立转子与N个摆锤连接后的多自由度系统的振动方程；

步骤S2，将时间变量转换为角度变量，对步骤S1中建立的多自由度系统的振动方程进行转换；

步骤S3，将角度变量无量纲化，对步骤S2中转换后得到的方程进行无量纲化；

步骤S4，对N个摆锤与转子组成的多自由度系统解耦，得到略去ε的高阶项后得到转子的无量纲角加速度表达式以及每个摆锤的无量纲振动方程；

步骤S5，基于步骤S4得到的略去ε的高阶项后得到转子的无量纲角加速度表达式以及每个摆锤的无量纲振动方程，利用谐波平衡法求解得到第i个摆锤的无量纲响应，找出稳定区间；

步骤S6，在稳定区间内，选择型线，并确定调谐阶次。

2.根据权利要求1所述的针对包含多个摆锤的CPVA的关键参数优化方法，其特征在于，步骤S1包括：

设转子的转角为θ、第i(i＝1,2,…N)个摆锤的弧向运动位移为S_i，在忽略滚子效应时多自由度系统的振动方程如下：

其中，m_i为第i个摆锤的质量，J₀为转子的惯量，T为激励力矩幅值，n为激励阶次，k_rot为摆锤的旋转系数，J_i为第i个摆锤绕其自身质心的惯量，c_i为第i个摆锤与转子间的阻尼系数，R(S_i)为第i个摆锤的弧向运动位移为S_i时其质心到转子中心的距离，G(S_i)为第i个摆锤的弧向运动位移为S_i时R(S_i)在垂直摆锤运动方向的投影长度，满足：

3.根据权利要求1所述的针对包含多个摆锤的CPVA的关键参数优化方法，其特征在于，步骤S2包括：

将时间变量转换为角度变量，设转子的名义转速为Ω，做无量纲变换有对步骤A中多自由度系统的振动方程转换后的方程如下：

4.根据权利要求1所述的针对包含多个摆锤的CPVA的关键参数优化方法，其特征在于，步骤S3包括：

将角度变量无量纲化，对步骤B中转换后得到的方程进行无量纲化后的方程为：

其中，

s_i＝S_i/C,g(s_i)＝G(S_i)/C,r(s_i)＝R(S_i)/C,μ_i＝c_i/(m_iΩ),Γ＝T/(J₀Ω²),ε_i＝N·m_iC²/J₀，C为摆锤质心在其轨迹的顶点位置到转子中心的距离。

5.根据权利要求1所述的针对包含多个摆锤的CPVA的关键参数优化方法，其特征在于，步骤S4包括：

假设各摆锤的力学参数相同，即满足：m_i＝m、J_i＝J、μ_i＝μ、(i＝1,2,…N)；由于v≈1、ε1，因此利用小参数ε对参数vv'、μ与Γ进行尺度化变形，令vv'＝εw'+o(ε²)，略去ε的高阶项后得到转子的无量纲角加速度w'的表达式为：

进一步得到第i个摆锤的无量纲振动方程为：