Page 74 - 《振动工程学报》2026年第3期

674 振 动 工 程 学 报 第 39 卷

频响曲线，如图 18~20 所示，分别对应升速、定速、 应曲线出现大幅下降，呈现宽频减振效果。在升速
降速三种工况。 和定速工况下，安装一体化装置和欧拉屈曲梁非线
性能量阱减振效果基本一致；在降速工况下，一体化
装置相较于欧拉屈曲梁非线性能量阱减振效果更
好，即压电换能电路持续将机械能转换为电能，使得
测试时间较长时，一体化装置减振效果更佳。
在一个完整的测试周期内，利用示波器读取一
体化装置所收集电压 ，时域曲线如图 21 所示。由
图 21 可知，在变速（升/降速）和定速工况下，一体化
装 置 均 可 产 生 可 观 的 收 集 电 压 ，最 大 值 约 为
0.125 V。

图 18 变转速工况（升速）安装不同类型非线性能量阱前后
各方向加速度频响曲线
Fig. 18 Acceleration frequency response curves in all
directions with/without different types of NES under
variable speed condition （speed up）

图 21 一个周期内收集电压时域曲线
Fig. 21 The collected voltage time-domain curve over a cycle

6 结 论

图 19 恒 定 转 速 工 况 安 装 不 同 类 型 非 线 性 能 量 阱 前 后 各 考虑有/无重力场影响，本文研究了双稳态抑振
方向加速度频响曲线
俘能一体化装置在主动发射段和在轨工作段对于星
Fig. 19 Acceleration frequency response curves in all
载飞轮的振动抑制性能及能量收集效果。主要结论
directions with/without different types of NES under
如下：
constant speed condition
（1）主动发射段工况条件下，双稳态抑振俘能一
体化装置可有效抑制共振峰处加速度响应幅值，且
在其他频段不会引入新共振峰，同时在高频段未产
生不利影响；在大约 10 Hz 处，最大收集电压可达到
44 V，最大收集电功率可达 2 W，随着频率上升，收
集电压及电功率响应呈现出先增大后减小的趋势。
（2）在轨定速运行工况条件下，一体化装置可迅
速降低共振峰值，2 s 后飞轮位移响应及力响应均明
显比未安装双稳态一体化装置时要小，且在整个时
间域内相对稳定，无明显波动。同时，在频率区间
图 20 变转速工况（降速）安装不同类型非线性能量阱前后
20~120 Hz 全 频 段 内 ，几 乎 均 可 收 集 到 可 观 的 电
各方向加速度频响曲线
功率。
Fig. 20 Acceleration frequency response curves in all
（3）在轨变速运行工况条件下，对于不同转速下
directions with/without different types of NES under
的飞轮扰振力，一体化装置均能起到较好的抑振效
variable speed condition （speed down）
果。其中，共振引起的低频峰值降低尤其明显；在不
由图 18~20 可知，针对不同方向，安装不同类 同飞轮转速下均可以实现能量收集，且随着飞轮转
型欧拉屈曲梁非线性能量阱后，1~500 Hz 区间内响 速升高，收集电压及电功率都随之上升。