Page 98 - 《振动工程学报》2026年第3期

698 振 动 工 程 学 报 第 39 卷

成，因此每个 EC⁃DVA 单元实际上是一个非线性能 量转移效率为：
量阱（NES）。可以计算阵列式 EC⁃DVAs 的靶向能
∑ T EC⁃DVA(t，v 0 + U EC⁃DVA(t，v 0 )
) ∑
η NES = （17）
)
) ∑
) ∑
T PS(t，v 0 + U PS(t，v 0 + T EC⁃DVA(t，v 0 + U EC⁃DVA(t，v 0 )
同理，可以计算主系统的剩余动能比，可写为：
)
T PS(t，v 0
η′ k = （18）
)
) ∑
) ∑
T PS(t，v 0 + U PS(t，v 0 + T EC⁃DVA(t，v 0 + U EC⁃DVA(t，v 0 )
示了主系统在不同质量比下的位移时程（σ=0.8）。
2 敏感参数分析 由图 4（a）可以看到，当 t=0.6 s 时，单元质量比
为 0.025 的双稳态吸振主系统位移几乎衰减为 0，而
本节通过分析阵列式可调谐双稳态 EC⁃DVAs 单元质量比为 0.0125 的主系统位移还剩余 60% 以
的 靶 向 能 量 转 移（targeted energy transfer，TET）性 上。对于较大冲击，如图 4（b）所示，当 t=1 s 时，单
能、能量转化效率、剩余动能比和非线性振子跨阱跃 元质量比为 0.025 的双稳态吸振主系统位移衰减为
迁运动行为，来了解阵列式可调谐双稳态 EC⁃DVAs
0，而 单 元 质 量 比 为 0.0125 的 主 系 统 位 移 还 剩 余
的振动抑制性能和能量转化性能。此外，还研究了
EC⁃DVA 个数对阵列式 EC⁃DVA 能量转化效率和
振动抑制效果的影响。根据阵列式 EC⁃DVAs 质量
约束与动力吸振器所允许的最大附加质量比之间的
权衡确定综合质量比，将综合质量比 μN 设为 0.1，其
中，μ 为单元质量比，N 为单元数量。
阵列式 EC⁃DVAs 系统的参数如表 1 所示。为
了更好地理解 EC⁃DVAs 参数对主系统动态特性和
每个 EC⁃DVA 单元运动演化的影响，利用小波变换
谱和运动相图对非线性振子进行了研究和讨论。然
后，以最大能量转化效率和最小剩余动能比为优化
目标，以长度比和 EC⁃DVA 个数为优化变量，提出
并分析了阵列式 EC⁃DVAs 的减振性能和能量转化
性能的优化策略。

表 1 阵列式 EC‑DVAs 的系统参数
Tab. 1 System parameters of the array‑based EC‑DVAs
参数 取值
7.1 kg
主系统质量 m 1
0.38 N∙s/m
主系统线性阻尼系数 b 1
19889.25 N/m
主系统线性刚度系数 k 1
0.31 N∙s/m
非线性振子线性耦合结构阻尼 b 2
32.1 Ω
线圈电阻 R c
50 Ω
负载电阻 R L
15 T∙m
转换因子 k e
等效弹簧的原始长度 L 0.05 m
等效弹簧的刚度系数 k 500 N/m
2.74 N∙s/m
机电耦合系数 b e
综合质量比 μN 0.1
2. 1 单元质量比对阵列式 EC‑DVAs 振动抑制效果
的影响

由于优先选择较小质量比具有重要工程意义，
图 4 主系统和 EC⁃DVA 在不同质量比下的位移时程
因此有必要研究较小综合质量比对振动抑制和能量 Fig. 4 Displacement time⁃history of the main system and
分解效率的影响。设定综合质量比 μN 为 0.1，图 4 展 EC⁃DVA under different mass ratios