Post-print of Research on Vibration Reduction Characteristics of Non-obstructive Particle Damping in Conical Cavities
Chao Zhang
Submitted 2025-08-24 | ChinaXiv: chinaxiv-202508.00337 | Mixed source text

Abstract

The geometric shape of the non-obstructive particle damper (NOPD) cavity significantly alters the pressure distribution characteristics between particle layers, thereby affecting its vibration suppression performance. The dynamic characteristics of a conical cavity NOPD were analyzed using the discrete element method (DEM). First, a numerical model of the NOPD based on the discrete element method was constructed, and experimental tests were conducted; the reliability of the model was verified by combining the experimental results. The influence mechanisms of structural parameters of the conical cavity NOPD, such as the particle filling ratio, volume ratio parameter (the ratio of a single particle volume to the cavity volume), and wall inclination angle, on its vibration reduction performance were discussed in detail.

The analysis results indicate that the conical cavity NOPD exhibits the best damping effect at a filling ratio of 0.6, and this optimal value is independent of the wall inclination angle. Then, through comparative analysis, it was found that when the filling ratio is below 0.6, the conical cavity NOPD increases the energy dissipation from inter-particle collisions and demonstrates superior vibration reduction performance compared to the cylindrical cavity NOPD; however, when the filling ratio exceeds 0.6, the conical structure restricts particle motion, leading to a decline in performance. Parameter optimization calculations show that the optimal inclination angle range for the conical wall is 45° to 55°, and the optimal volume ratio parameter was determined to be 0.000 32.

Full Text

Preamble

������������������������������ �������� ������� ������������������������������� ��������������������������� ������������������� ����� ����� ������� ������ ����� ������ ����� ������������������������������������������ �������������������� ��������� ������ ���������� ����������� ���������������������������������������������������������� �������������������������� ���������� ����� ������� ��������������������������������������������������������������������� ���������������������������� ���������������������������������������������������� ����������������������������� ������������������������������������������������ �������������������� ������������������������������������������������������������� ������������������������ ����������������������������������������������� ����������� ����� ���������������������������������� ����������������������������������������������������� ������������������������������������������������������������������������������������ ���������������� ����������������������������������������������������������������� ������������� ������������ ����������� ���������������� ������ ������������������ ����� ������ �������� ��������� ������ ����������������������������������������������������������������������� ���������������� ������������ ��������

������������������� ���������������������������������������������������������������� ����������������������������������������������������������������������������������� ������������������������������������������� ������������������������������������������� ������������������������������������������������������������������������������������ ������������ ���������������������������������������������������� ������������������ ����������������������������������� ���������������������� ������� ������������ ����������������� ������������������������������� ����������������� ����������� ����� ����� ������� ����� ������ ������� ������ ������ ������������������� ����� ������ �������

������ ������ ������������ ����� ���������� ������ ������ ������� ��������������� ������� ���������� ���������������� ������������ ������� ������� ����� ������� ������� ������ ���������� ������ ����� �������� ������� ������� ����� ������ ������� ������������� �������������� ����� ����� �������� ����� ������ �����

���������� �������� ������ ��������� ������������������������������������ ������ ������ ����� ������������������������������������� ������ ���������� ����� ����������� �������������� ������� ������� ����� ����� ����� ����� ������� ����� ���������������������������������� �������� ������

����� �������� ����� ������� �������� �������� ������������ ��������� ����� ������� ������ ������������������������������������������������ ����� ����������������������������������������������� �������� ������

������� ������ ������ ����� ����� ������������������������������������������������� ���������������������������������������� �������� ������� ����� ����� ����� ������� ������ ����� ������ ���������� ������ ����� ��������� ������������������������ �������������������������������������� ���������� ��������������������� ��������� ��������� ������ ������� �������� ������ ��������� ������������������� ������������������������������������������������ ������������ ��������������������������� �������� ���������� ������� ������������������������������ ������������������������������������ ������������ ������������������ ������� ��������� ������ ��������� �������� ������ ������������������� ���������������������������������������� ������� �������������������������������������� ������������� ����� ��������� ������ ����� ������ ��������������������������� ������������������������������� ���������������� ����� ������� ����������������������������������� ��������� ����������������������� ��������� ����������� ���������� �������� ������������������������ ����������������� ����������������������� ������ ������� �������������������������� ������ �������� ������������������������������ ������ ������

����� ���������� ���������� ������������������� ������������������������������������������������������ ����������������������� ������ �������� ����� ������ ����������������������������������������������������� ��������������������� ��������������������������� ����� ��������� ������ ������ ������ ���������������������� �������������������������� ������������������� ����������� ������� ������� ����������� ���������� ��������� ���������������� �������������������������������������������������� ������������������������� ��������������������� ������� ������ ��������� ������� �������� ����� ���������� ��������������������������������� ������������������������������������������������� �������������������������� ������ ������ ����� �������� ��������� ��������� �������������������������� ���������������������������������������������� ����� ������������������� ������� ��������� ����������������� �������� ������� ������������������������������ ����������������������������������� ��������������� ��������� ��������� ������ �������� ��������� �������������������� ��������������������������������������������� �������������������� ���������� ������ ������ ������ ���������������������� ������������������������������������������������ ������������������������ ���������� ��������� ������������������ ������������������ ������������������������ ������������ �������� ��������������� ����� ����� ��������� ����������� ������������������������ ������������������������������������������� ����� �������������������������� ����� ��������� ������������� ����� ���������� ������������������������������� ���������������� ������������������������������� �������������� ������������������ ������ �������� �������������������������� ������������������������� ����������������������� ������� �������������� ����� ������� ��������� ����������� ���������� �������������� ������������������������������������������������������ ������������������������������ ����� ��������� �������� ������������������������������������� ��������������������������������������������������� ������������������������� �������� ��������� ����������������������������� �������� ��������� �������� ������ ����������������������� ����� ������ ������������������������ ���������������������������������������� ������������ ���������������� �������� �����

Submission history

Post-print of Research on Vibration Reduction Characteristics of Non-obstructive Particle Damping in Conical Cavities