準零剛度隔振器的特性分析及實驗研究.pdf

1、本文從工程實際背景出發(fā)，針對現(xiàn)階段面臨的低頻隔振難題，在有關(guān)非線性隔振系統(tǒng)設(shè)計理論的基礎(chǔ)上，設(shè)計并驗證了一種準零剛度隔振器。這種新型隔振器，由正負剛度并聯(lián)組合得到，在靜平衡位置具有零剛度特性，在小振幅范圍內(nèi)具有高靜剛度低動剛度特性，保證了整個系統(tǒng)承載能力強以及固有頻率低的特性，具有良好的隔振效果。具體來說，本文主要內(nèi)容分以下幾個方面:
　　 1、首先建立了準零剛度系統(tǒng)的數(shù)學模型，對系統(tǒng)參數(shù)與零剛度條件之間的關(guān)系做了深入的分析;簡

2、化了系統(tǒng)的力-位移關(guān)系并對此帶來的誤差進行了量化分析;確定了使系統(tǒng)工作在平衡位置的靜載質(zhì)量，并討論了系統(tǒng)參數(shù)對靜載質(zhì)量的影響。
　　 2、分析了簡諧激勵作用下準零剛度隔振系統(tǒng)的動力學特性。建立了系統(tǒng)的動力學模型，推導出了系統(tǒng)的運動方程，該方程可以用達芬（Duffing）方程來描述;應(yīng)用諧波平衡法求解了系統(tǒng)的運動方程，分析了系統(tǒng)可能會出現(xiàn)的分岔及跳躍現(xiàn)象;通過與相應(yīng)的線性系統(tǒng)（拆除了傾斜彈簧結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)）比較，發(fā)現(xiàn)在合適的激勵條件下

3、準零剛度隔振系統(tǒng)可以具有較低的共振頻率和較大的隔振頻率區(qū)間，同時該系統(tǒng)具有更小的力傳遞率和位移傳遞率，更適合于低頻隔振。
　　 3、在振動實驗臺上測試了準零剛度系統(tǒng)與線性系統(tǒng)的力傳遞率。通過對比實驗結(jié)果可知，設(shè)計的準零剛度隔振器可減小系統(tǒng)的固有頻率，從而擴大了系統(tǒng)的隔振區(qū)間，實現(xiàn)了低頻或超低頻隔振。另外，在實驗中觀察到，準零剛度隔振系統(tǒng)的隔振性能依賴于振動幅值，只有在一定的大振幅振動狀態(tài)下，準零剛度系統(tǒng)才能表現(xiàn)出其優(yōu)良的隔振性能