[发明专利]含惯容减振系统的野外作业平台动力学建模及参数优化设计方法

权利要求书

1.含惯容减振系统的野外作业平台动力学建模及参数优化设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：建立表示地基土与明置圆盘基础之间垂直相互作用的锥体模型，计算地基土与野外作业平台支腿底盘基础动力相互作用的振动阻抗；

S2：建立考虑SSI效应的含惯容减振系统的野外作业平台模型的运动控制方程，推导振幅放大因子的解析表达式；

S3：以作业平台位移振幅的H_∞范数为优化目标，优化设计惯容减振系统参数。

2.根据权利要求1所述的含惯容减振系统的野外作业平台动力学建模及参数优化设计方法，其特征在于，所述步骤S1中，该模型把地基土与野外作业平台支腿底盘的接触面看作一个半径为r₀的明置圆盘，用一个顶点高度为z₀的截头半无限弹性锥体代替半无限地基；地基土的剪切模量为G_s，泊松比为υ，剪切波速为V_s；

假设支腿底盘在垂直载荷P₀的作用下，产生的竖向位移为w₀，通过锥体模型理论计算其波传播过程后可得地基土与野外作业平台支腿底盘基础动力相互作用的振动阻抗为：

式中，明置圆盘基础静刚度无量纲化的刚度无量纲化的阻尼为无量纲频率a₀＝ωr₀/V_s，虚数单位ω为特征频率；其中相关参数

由此可得，弹簧系数K_f和阻尼系数C_f为：

K_f＝N·K_sK_p(a₀) (2)

C_f＝N·K_sC_p(a₀) (3)

其中，N为分布在野外作业平台左右两侧各有的支腿个数。

3.根据权利要求2所述的含惯容减振系统的野外作业平台动力学建模及参数优化设计方法，其特征在于，所述步骤S2中，建立含惯容减振系统的野外作业平台模型的运动控制方程的过程如下：

将野外作业平台的下部基座车身和上部平台分别简化为用m₁和m₂表示的集中质量块，将两侧升降连接结构等效为刚度为k的弹簧；作业平台的上部平台和下部基座车身之间连接含有惯容m_i、弹簧k_d和阻尼c_d组成的减振系统Y(m_i，k_d，c_d)；

该减振系统Y包括如下三种形式：

第一种形式为：弹簧k_d、阻尼c_d和惯容m_i三者串联，记为串联型；

第二种形式为：阻尼c_d和惯容m_i并联后与弹簧k_d串联，记为混联Ⅰ型；

第三种形式为：阻尼c_d和弹簧k_d并联后与惯容m_i串联，记为混联Ⅱ型；

上部平台受到频率为ω、幅值为F的竖向简谐激振Fsin(ωt)的作用，其中t为时间；减振系统各节点自由度用位移x_n表示，n＝0，1，2，3；根据达朗贝尔原理，三种含惯容减振系统的野外作业平台力学模型的运动控制方程如下：

含串联型惯容减振系统的野外作业平台运动控制方程：

含混联I型惯容减振系统的野外作业平台运动控制方程：

含混联II型惯容减振系统的野外作业平台运动控制方程：