非线性三参数隔振器动力学特性研究

在保持三参数隔振器高频段良好的隔振效果基础上,采用X形结构引入几何非线性可有效抑制其谐振频段的动态响应。建立含X形结构的非线性三参数隔振器的动力学模型;采用谐波平衡法推导出其动态响应的解析表达式;通过与时域数值解和实验数据对比,验证了非线性三参数隔振器模型解析解的正确性。与传统两参数隔振器和传统三参数隔振器的力传递率相比,非线性三参数隔振器可以显著降低其谐振频率幅值;而高频区域的减隔振性能影响较小。讨论设计参数,如刚度比γ_1和γ_2、阻尼系数C_a、初始夹角θ_i、激励力幅值F_0对隔振系统传递特性的影响。研究表明,刚度比γ_1和γ_2,阻尼系数C_a和初始夹角θ_i可影响隔振器在谐振频率和高频区域的减隔振效果,激励力幅值F_0则对系统减隔振性能无影响。通过合理的参数选择,可使非线性三参数隔振器在谐振频率衰减效果优于传统三参数隔振器,且保证在高频区域的隔振性能不变。     

电动振动台随机振动试验有限元仿真

建立并修正了能反映某振动台、夹具以及试件整体动态特性的有限元模型,基于该模型进行了随机振动试验仿真研究,介绍了仿真方法。根据给定的加速度功率谱密度控制曲线,通过频率响应计算和随机响应计算对试件随机振动试验进行了仿真,获得了试件动态响应仿真结果。通过真实试验对仿真结果进行了验证,结果表明仿真控制曲线和试验控制曲线吻合很好,均在控制容差范围内;试件测点仿真结果和真实试验结果功率谱密度曲线比较一致,峰值频率相对误差为0.8%,仿真频段内各测点加速度响应均方根值相对误差在5%以内,自功率谱对应峰值最大相对误差约为22%。     

橡胶隔振器迟滞阻尼特性识别的新方法

为了实现对含有橡胶隔振器的机械系统的建模和动力学分析,对隔振器的迟滞阻尼特性识别方法进行了研究.首先,对橡胶隔振器进行了正弦振动试验,获得不同频率,不同振幅下恢复力和位移之间的关系.接着,根据阻尼在一个振动周期内耗能相等的原则,把恢复力分解为弹性力和阻尼力,采用变刚度变阻尼法分别对不同频率下的弹性力和阻尼力进行了参数识别,获得了弹性系数和阻尼系数与振动频率之间的关系.然后,采用参数识别的结果,应用"大质量法"对含有橡胶隔振器的空心轴结构进行了建模和动力学分析,获得了质心位置响应加速度随频率变化的曲线.响应加速度的最大值为11.79 g(100 Hz).最后,对整个结构进行了正弦振动试验并把响应加速度曲线和相应的振动试验结果进行了对比分析.试验结果表明:计算的响应加速度最大误差为9.2%;可以满足工程计算精度的要求.证明了这种参数识别方法的正确性,应用这种方法可以使橡胶隔振器建模和分析过程统一化和规范化.     

一类准零刚度橡胶隔振器研究

设计具有准零刚度特性的碟形橡胶隔振器,分别从模型试验和数值模拟两方面对该系统的刚度特性进行研究。试验包括:利用邵氏硬度为60的天然橡胶制作隔振器和标准拉伸试件,通过单轴试验得到橡胶材料参数;采用静压试验分析隔振器的刚度特性并进行刚度补偿,有效拓宽低刚度区域;构造一个单自由度系统并进行振动试验,比较底直径、厚度、倾角对橡胶隔振器固有频率的影响,指出单个隔振器有效隔振的工作条件。通过刚度补偿解决单个橡胶隔振器失稳的问题,提高承载力并降低系统的固有频率达50%,有效拓宽隔振区间。数值模拟包括:模拟静刚度,即通过位移加载模拟出与实验比较接近的结果,证明有限元建模的有效性;同时验证有关文献中简化公式的有效性,可将其用于前期设计。     

橡胶隔振器非线性动态特性建模及实验研究

针对某精密仪器的橡胶隔振器（以下简称隔振器）进行了动态特性研究。通过对橡胶超弹性材料进行有限元建模分析,得到隔振器的硬非线性刚度特性,并以此特性为基础提出了隔振器非线性动力学模型的建立及求解方法,仿真计算了隔振器动态响应并对所设计的隔振器进行了实验研究。实验结果不仅说明所设计的隔振器具有良好的隔振缓冲能力,而且验证了隔振器非线性动力学模型的正确性及有效性,为进一步研究隔振器及承载设备的工作状况提供了基础。     

一种混合式隔振器及其特性研究

为降低隔振系统在共振频率点的振动传递率。隔振器共振频率点阻尼应较大。为减小高频振动传递率，高频段阻尼应较小，被动隔振器阻尼无法满足该要求．提出了一种混合式隔振器，作动器根据隔振器上下点相对位移产生作动力，通过设计作动力对相对位移的传递函数。可实现阻尼随频率变化的要求．在此基础上对其特性进行了仿真研究，结果表明。由此混合隔振器构成的隔振系统在共振频率点和高频段对基础的传递振动都得到降低．     

新型磁流变弹性体隔振器关键技术

磁流变弹性体是近年来广泛应用的一种新型智能隔振材料,它继承了磁流变液的可控、可逆、响应速度快等优良性能,同时具有稳定性好、不易磨损和不易沉降等特点,广泛应用于高新技术隔振领域。以橡胶作为基体研制出的新型磁流变弹性体,充分利用磁流变弹性体刚度和阻尼可控的特性,设计一款新型磁流变弹性体隔振器,对其在不同外加控制电流和激励频率下的振动响应特性进行了试验研究,试验结果表明在外加电流的改变下,该隔振器刚度相应改变,从而引起固有频率的改变,达到宽频隔振的效果。     

基于正负刚度并联永磁隔振器的隔振性能分析及实验验证

针对超精密领域小负载隔振的新需求,基于正负刚度并联原理,采用永磁弹簧和橡胶带相结合的方法,永磁弹簧提供正刚度,橡胶带提供负刚度,提出了一种正负刚度并联永磁隔振器的新构型。为了研究该隔振器的隔振性能,通过实验与理论相结合的方法,建立了橡胶带拉力和刚度的数学模型,验证了橡胶带拉力解析模型的有效性;建立了正负刚度并联永磁隔振器的动力学方程,分析了该隔振器的隔振性能;搭建了永磁弹簧和正负刚度并联永磁隔振器实验台,分别进行隔振性能测试。实验结果表明该隔振器隔振性能的理论计算和实验测试的结果比较吻合,且具有良好的隔振性能;该隔振器最大特点在于其最大承载能力时,刚度最低,固有频率最低,低频隔振性能最好。     

复合结构气囊隔振器动静态特性试验研究

为进一步降低气囊隔振器垂向刚度,提高中高频隔振效果,同时适当减小横向刚度以衰减沿此方向的振动传递,设计提出了一种复合结构气囊隔振器(CSAS)。它在原有气囊下端串联硬弹性层形成叠层结构;开展了静态和动态试验,并分别用多项式拟合法和椭圆法计算静刚度和动刚度。试验结果表明:串联硬弹性层后气囊气压与承载之间的线性关系并没有改变;垂向动、静刚度和固有频率均小幅下降,横向动、静刚度则大幅下降。     

基于橡胶刚度频散的隔振器阻抗研究

根据橡胶动模量和刚度的实验结果,拟合出隔振器刚度随频率的变化关系式,并通过隔振器的动、静刚度确定其待定系数。在传统四端参数法的计算中计入了刚度的频散效应,以提高橡胶隔振器阻抗计算的准确性。同时设计了一种基于纯加速度测量的阻抗测试方法并对两型隔振器进行了阻抗测试,由实测数据与不同刚度假设下的计算结果比较可见:计入刚度频散效应后的隔振器阻抗计算更精确,而基于加速度测量的阻抗测试是可行的。