[发明专利]基于颗粒运动相态的颗粒阻尼结构优化设计方法

权利要求书

1.基于颗粒运动相态的颗粒阻尼结构优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，获取振动参数，确定颗粒材料质量，

检测受控对象所在振动环境，获取振动参数，确定所用颗粒材料的质量m；

步骤二，预设颗粒阻尼结构设计参数，

所预设的颗粒阻尼结构的设计参数至少包括腔体参数、颗粒参数以及腔体和颗粒之间的关系参数；

步骤三，测得接触参数，

准确测得颗粒阻尼结构中颗粒材料间及颗粒材料与受控对象材料间的接触参数；

步骤四，建立离散元模型，

根据步骤二所预设的颗粒阻尼结构设计参数，建立颗粒阻尼结构的离散元模型，并根据步骤三所测得的接触参数标定离散元模型中对应的颗粒系统接触参数，并根据步骤一所获取的振动参数确定离散元仿真用激振参数范围；

步骤五，获取阻尼颗粒的运动相图，

通过离散元仿真软件，生成仿真环境，记录阻尼颗粒在步骤四确定的离散元仿真用激振参数范围内不同取值点的运动相态，得到颗粒阻尼结构内部阻尼颗粒的运动相图；

步骤六，获取不同的运动相图，

保持附加颗粒材料质量m不变的前提下，修改步骤二中预设的颗粒阻尼结构的设计参数，并重复步骤三至步骤五，得到不同颗粒阻尼结构内部阻尼颗粒的运动相图；

步骤七，得到颗粒阻尼结构的最优设计参数，

对比分析所预设的颗粒阻尼结构设计参数的变化造成的阻尼颗粒运动相图的变化，根据阻尼颗粒悬浮高阻态的分布情况最终确定颗粒阻尼结构的最优设计参数。

2.根据权利要求1所述的基于颗粒运动相态的颗粒阻尼结构优化设计方法，其特征在于：所述步骤一中获取的振动参数至少包括振动频率(f_min，f_max)和振动幅值(A_min，A_max)。

3.根据权利要求2所述的基于颗粒运动相态的颗粒阻尼结构优化设计方法，其特征在于：所述步骤四中确定的离散元仿真用激振参数的范围至少将步骤一中受控对象对应的振动参数涵盖在内，激振参数至少包括激振频率(f_min＇，f_max＇)和激振幅值(A_min＇，A_max＇)，其中f_min＇≤(f_min，f_max)≤f_max＇，A_min＇≤(A_min，A_max)≤A_max＇。

4.根据权利要求1所述的基于颗粒运动相态的颗粒阻尼结构优化设计方法，其特征在于：所述步骤二中预设的颗粒阻尼结构的腔体参数至少包括腔体的材料、维度和尺寸；预设的颗粒阻尼结构的颗粒参数至少包括颗粒材料的种类、尺寸和形状；预设的颗粒阻尼结构的关系参数至少包括颗粒填充比；步骤二中预设的颗粒阻尼结构具有恒定的颗粒材料质量m。

5.根据权利要求4所述的基于颗粒运动相态的颗粒阻尼结构优化设计方法，其特征在于：所述的颗粒填充比是指采用的颗粒材料体积与其所填充颗粒阻尼结构腔体体积的比值。

6.根据权利要求1所述的基于颗粒运动相态的颗粒阻尼结构优化设计方法，其特征在于：所述步骤三中接触参数包括颗粒材料弹性恢复系数C_R和颗粒材料摩擦系数C_S，颗粒材料弹性恢复系数C_R通过跌落实验获得，颗粒材料摩擦系数C_S通过拉滑实验获得。

7.根据权利要求6所述的基于颗粒运动相态的颗粒阻尼结构优化设计方法，其特征在于：所述步骤四中离散元模型中需要标定的颗粒系统接触参数包括颗粒材料弹性恢复系数C_R＇和颗粒材料摩擦系数C_S＇，设置C_R＇＝C_R，C_S＇＝C_S。