钢丝绳隔振器静态与动态特性分析

从试验角度研究非线性振动系统的稳态与瞬态响应是一种切实可行的方法。本文着重借助试验对钢丝绳隔振器的准静态迟滞特性、频响特性、峰值响应频率与放大因子随外激励的变化规律,隔冲与抗冲性能等进行了系统分析。揭示了隔振系统的“软化”非线性刚度特征和在恶劣的动态环境下对振动、冲击的综合治理性能。为工程应用提供了理论参考依据。     

正弦位移激励对编织-嵌槽型金属橡胶隔振系统动态特性的影响

设计、制作了编织-嵌槽型金属橡胶隔振器,并对其进行动态特性试验。通过建立非线性恢复力模型,考察该隔振系统线性刚度系数、三次非线性刚度系数以及一次粘性阻尼系数随正弦位移激励的变化情况,分析振幅和频率对编织-嵌槽型金属橡胶隔振系统动态特性的影响。结果表明:随着振幅或频率的增大,编织-嵌槽型金属橡胶隔振器的刚度逐渐减小,阻尼略有降低,且振幅或频率的增大会使该隔振系统振动响应幅频特性曲线的带宽变窄。     

激励幅值及载荷对准零刚度隔振器特性的影响

提出具有负刚度特性的欧拉屈曲梁结构并分析其静态特性,将负刚度机构和线性隔振器并联使用,设计准零刚度隔振器。如果隔振器的载荷选用得当,系统将在零刚度点平衡,若载荷发生改变,系统平衡点将偏离零刚度点。考虑载荷的影响,对零刚度隔振器进行动态建模,并采用谐波平衡法求解准零刚度隔振器的响应。定义准零刚度隔振器平衡点不在刚度零点时系统的力传递率,分析激励幅值和载荷对隔振器性能的影响并和线性隔振器的性能进行比较。结果表明,所设计的零刚度隔振器具有低频隔振效果,其响应和隔振性能受到激励幅值和载荷的影响,可以使系统的特性从单纯的渐硬刚度向渐软刚度以及渐软-渐硬刚度混合的特性改变,并显著改变系统的传递性能。     

一种新型隔振器的性能研究与仿真

设计了一种结构新颖的具有非线性特性的隔振器，介绍了该隔振器的结构特点。以隔振器的刚度为主要设计指标，利用建立的有限元模型对关键参数进行了设计，通过仿真计算获得了隔振器的静态特性和动态特性．结果表明这种隔振器的刚度特性是非线性硬特性，其轴向性能要优于横向性能。     

柔性基础非线性隔振系统动力学特性分析

建立了隔振对象-非线性隔振支承-柔性基础组成的耦合系统的一般性动力学模型,研究了应用振动功率流对非线性隔振系统进行效果分析的计算方法,给出了动力学方程初值问题表达式;并且基于Runge-Kutta法以某小型无人机的发动机隔振系统为算例,对几种非线性隔振器的隔振效果进行了数值仿真和分析。研究表明并联刚度隔振器和分段线性隔振器可有效减少隔振系统功率流的传递。     

发动机橡胶隔振器动特性分析

发动机橡胶隔振器的动态特性对隔振性能好坏具有重要影响。目前国内企业对发动机隔振器的动特性分析大多采用制造样机、反复测试的方法,而样机的制造和测试实施需要耗费大量的人力和时间。针对这一现状,运用非线性有限元方法通过ABAQUS成功分析了发动机橡胶隔振器的动态刚度特性,并在ABAQUS有限元分析平台的基础上进行二次开发,开发出了衬套式橡胶隔振器动态刚度计算系统,此系统解决了橡胶隔振器设计过程中须反复做高成本长周期的试验的问题,通过有限元计算节约了研发成本缩短了研发周期。     

电子设备橡胶隔振器静动态特性分析方法研究

橡胶隔振器采用粘弹性阻尼材料进行振动、冲击防护与控制,传统做法是依靠大量的经验公式和试验数据进行试错设计,效率低,成本高.文中针对电子设备中橡胶隔振器的静动态特性分析方法问题,系统建立了一套基于非线性有限元方法的求解策略.以某型橡胶隔振器为例,获得了其静刚度、蠕变和松弛特性等静态特性以及迟滞回环、谐响应和冲击响应等动态特性,并对橡胶隔振器设计和选型中的2个关键参数(橡胶超弹性和匹配质量)进行了讨论,可供橡胶隔振器设计方法研究参考.     

气动准零非线性隔振器的刚度特性与参数调控

针对大载荷、低动态频率的机械装备的隔振需求,提出了气动准零刚度非线性隔振技术方案,利用气体负压为静载、波纹管结构提供动刚度,实现了隔振装置的高静态低动态刚度特性。阐述了光滑型气动准零隔振器的结构及工作原理,根据气体状态方程推导了隔振装置的非线性刚度理论模型。为了得到符合设计要求的刚度特性,分别研究了气体占比与初始压强等参数对隔振装置刚度特性的调控规律,发现了合理的气/液比例,既可以实现较低的动态刚度,同时起到大幅振动下位移限位的效果。探讨了过载加速度对隔振系统固有特性的影响,研究发现,过载的存在使得隔振静平衡位置偏离设计的平衡点,因此其线化系统固有频率会发生较明显的变化,这是工程设计根据实际情况需要考量的一点。     

气动准零非线性隔振器的刚度特性与参数调控

针对大载荷、低动态频率的机械装备的隔振需求，提出了气动准零刚度非线性隔振技术方案，利用气体负压为静载、波纹管结构提供动刚度，实现了隔振装置的高静态低动态刚度特性。阐述了光滑型气动准零隔振器的结构及工作原理，根据气体状态方程推导了隔振装置的非线性刚度理论模型。为了得到符合设计要求的刚度特性，分别研究了气体占比与初始压强等参数对隔振装置刚度特性的调控规律，发现了合理的气/液比例，既可以实现较低的动态刚度，同时起到大幅振动下位移限位的效果。探讨了过载加速度对隔振系统固有特性的影响，研究发现，过载的存在使得隔振静平衡位置偏离设计的平衡点，因此其线化系统固有频率会发生较明显的变化，这是工程设计根据实际情况需要考量的一点。     

采用有限元法进行空气弹簧隔振器的辅助设计

由于空气弹簧隔振器的刚度不仅与空气室的空气压力、承载载荷有关,还与不同形式空气室的有效承压面积、胶料性能等有关,因此各种形式的空气弹簧隔振器其刚度特性相差很大.采用实验的方法,设计一种空气弹簧隔振器必将耗费大量的人力物力,而采用经验公式,又存在较大困难.因此采用有限元方法,解决空气弹簧隔振器设计必须考虑的气固耦合、非线性等关键技术,进行空气弹簧隔振器结构的静态应力、变形及隔振系统的振动特性分析,优化空气弹簧隔振器的设计流程,并进行试验验证.     

准零刚度扭转隔振器振动传递特性研究

针对一种应用连杆弹簧负刚度结构所设计的正负刚度并联扭转隔振器,通过分析其设计参数,得到了其在静平衡位置达到准零刚度的条件。针对所述系统,建立二自由度非线性动力学微分方程,应用谐波平衡法求解了准零刚度隔振器的振动响应。考虑激励幅值、系统阻尼和转动惯量等因素,从扭转振动力矩传递和扭转振动功率流传递两个角度分析了准零刚度隔振系统的非线性振动传递特性。结果表明,此隔振系统具有良好的低频隔振效果,且表现为振动传递的硬特性;从功率流角度的分析还表明,系统的瞬时传递功率流峰值与输入功率流和耗散功率流的变化趋势保持一致。在低于共振区域的低频区间内,隔振系统前后两端的转动惯量对系统振动具有较大影响。最后,对扭转隔振器的振动隔离特性进行了试验验证,试验结果表明,隔振器具有良好的低频振动隔离特性。     

子系统对动力包双层隔振系统隔振性能影响

目前对带子系统的动力包双层隔振系统子系统参数设计的研究甚少。针对这一现状,笔者采用试验的方法,分别研究了某型内燃动车动力包双层隔振系统子系统各隔振参数(隔振器总刚度、阻尼、隔振器刚度比)对其隔振性能及动态特性的影响。研究结果表明,将子系统设计成双层隔振主系统的动力吸振器,能使动力包双层隔振系统在发动机常规工况和停机或启动工况皆具备优良的隔振性能,并且隔振系统在子系统隔振器参数取较小的刚度,适当大的阻尼和合适的刚度比时能取得较好的隔振效果。     

光学有效载荷在轨隔振器的设计

为了抑制空间光学载荷的振动,针对大口径、高分辨的光学遥感器设计了一种隔振器,并研究了隔振器的主要结构参数和布置方式。首先,使用有限单元法分析了隔振器主要参数与刚度特性之间的关系。然后,利用BP网络预测隔振器的三向刚度,搜寻了符合条件的隔振器的结构参数。结合光学载荷的一般结构形式,提出一种对称辐射式布置方式,建立了相应的理论模型,并进行了仿真研究。最后,设计、加工出了一套隔振系统原理样机,并对其静态性能及隔振性能进行了测试实验。实验结果显示:隔振系统的基频在5.31Hz左右;对高于25Hz的振动,衰减可以达到20dB以上;仿真和实验结果之差在8%以内。得到的结果表明,设计的隔振器可以有效降低空间飞行器传递给光学载荷的振动。     

基于激励一响应的隔振系统刚度分布测试方法

为了提高超精密机电系统的运动精度,隔离环境振动对其运：叻性能的影响,超精密机电系统广泛应用了高性能的超精密隔振系统。隔振系统通常由若干个性能一致的隔振器组成,如果各个隔振器的性能不能完全一致,则会导致负载的多自由度运动耦合,影响隔振系统的隔振性能。针对该问题,以隔振器等边三角形排布的隔振系统为例,研究隔振系统刚度分布对其隔振性能的影响,通过建立隔振系统动力学模型,得到各种刚度分布情况下特定点的频响曲线,分析曲线随刚度分布变化的规律,提出一种基于激励一响应的隔振系统刚度分布的测试方法。     

新型带限位元件的非线性隔振器设计及应用

针对传统的隔振器在解决负荷随转速变化的静压泵支撑基础的过度倾斜问题,采用理论分析和数值计算的方法,根据实际工程应用对象和避免共振的技术要求,设计了一种新型带限位元件的非线性变刚度隔振器,对其隔振效率进行了仿真分析和理论推导。通过试制新型隔振器并进行了安装测试实验,结果表明,新设计的隔振器隔振效率略高于原隔振器,静压泵的支撑基础基本处于水平位置,提高了系统的稳定性,且静压泵支撑基础的水平误差可通过调节隔振器的限位间隙来保证,具有实际工程应用价值。     

钢丝绳隔振器系统随机响应统计线性化分析

针对钢丝绳隔振器非线性系统随机响应运动方程求解困难、计算效率低的问题,提出钢丝绳隔振器-质量块非线性系统随机响应特性的统计线性化分析方法,并通过等效前后数值仿真进行了有效性验证,同时计算位移传递率评估钢丝绳隔振器的隔振效果.结果表明,统计线性化分析方法和数值仿真所得系统的随机响应曲线一致,验证了统计线性化分析钢丝绳隔振器系统随机响应特性的有效性和准确性,且分析速度远远高于数值仿真,显著提高了非线性隔振系统的设计效率.     

隔振器组合系统稳态振动特性研究

隔振器作为一种典型的非线性隔振装置,具有良好的刚度和阻尼特性.通过合理组件隔振器系统,使隔振器隔振效果大幅度提升,解决了工程中设备受到振动冲击而极易引起损坏的问题.采用牛顿运动定律建立其振动微分方程,运用Routh-Huritz判据对其有效性进行判定,通过Solidworks构建三维模型后,采用Simulation-express建立隔振系统有限元模型,并对其稳态振动特性进行进一步研究.结果发现,在安装了隔振器组合系统后,相比传统隔振器,设备所受振动冲击明显变小,证明所提出隔振器组合系统能够有效保护设备.     

航空发动机管路支承用金属隔振器性能研究

设计了金属橡胶、钢丝绳和多层钢板三种全金属隔振器,并对其进行动态试验和静态试验研究。结果表明,三种全金属隔振器不仅具有各自的独立特征,而且都具有良好的干摩擦阻尼性能,其刚度和能耗系数都随着振动幅值的变化呈非线性变化。同时对三种金属隔振器进行了寿命研究,研究了传递率与振动次数的关系。通过研究,对三种全金属隔振器在航空发动机外部管路上的应用奠定了基础。     

低频非线性隔振器的动力学分析

针对低频隔振效果较好的一种具有负刚度机理的无源隔振系统,给出了隔振系统的基本结构模型,对其进行了力学分析,建立了强非线性动力学微分方程.分别利用谐波平衡法和切比雪夫逼近法对该方程进行非线性近似求解和线性近似求解,并进行数字模拟仿真,通过对比得出了非线性较线性分析具有较高的精度,且在0.5Hz时可以纠正线性求解的错误,对低频隔振器的设计有着一定的指导意义.     

磁流变弹性体变刚度隔振系统的设计与仿真分析

磁流变弹性体兼有磁流变液和弹性体的优点,其剪切模量可由外加磁场控制,在振动控制等方面具有广阔的应用前景。现有的隔振系统中隔振器刚度一般都是固定值,这使系统的隔振效果有局限性,对较低频率振动,尤其是共振时的隔离效果很差。提出了将可调刚度的磁流变弹性体隔振器用于隔振系统中．通过改变隔振器的线圈电流大小来控制磁流变弹性体的剪切模量,进而调整隔振系统的刚度,使系统获得更宽的隔振频率范围。设计了隔振器的结构,基于SimuLink软件对系统的隔振效果进行仿真分析．表明了设计的有效性．