幂函数阻尼系统的振动特性分析

来源：振动与冲击杂志2025年第4期北京时间：

作者：杨晓彤，申永军shenyongjun，张瑞良

单位：1.石家庄铁道大学交通运输学院，石家庄050043；2.省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室，石家庄050043

摘要：分析了含幂函数阻尼的单自由度系统在简谐激励下的受迫振动。通过平均法与等效线性化，推导了等效线性阻尼的表达式。研究发现，非线性阻尼的减振效果与其系数和指数密切相关。进一步得到了主系统振幅和相位的定常解，通过数值仿真验证了定常解的正确性。通过等效线性阻尼的变化曲线和幅频响应曲线，分析了影响非线性阻尼减振效果的因素。研究表明，阻尼比的增加会使共振峰值左移，提高了减振性能，但需在适当范围内控制阻尼比以实现最佳减振效果。此外，阻尼比较小时阻尼指数的增加能增强阻尼作用，但过大的阻尼比会导致非线性阻尼减振效果低于线性阻尼。本研究为结构减振设计及优化提供了重要依据和理论基础。<br>

关键词：幂函数阻尼；平均法；等效线性阻尼；振动控制