精密仪器用超低频非线性并联隔振系统研究

在分析了负刚度的形成机理基础上，设计研制了一种正负刚度并联的新型隔振系统。隔振系统采用负刚度机构在平衡点某一领域内抵消了弹性元件的部分正刚度，使隔振系统刚度呈现非线性，从而使得隔振系统总刚度趋向于零。经过设计，隔振系统具有高的支撑刚度和很低的运动刚度。在隔振系统中，可通过调节负刚度机构两端的受力情况来降低其固有频率。大量实验结果表明，该隔振系统的固有频率从10Hz降到1Hz，从而使得其隔振频带加宽，隔振能力显著提高，达到了较好的设计效果。     

欧拉压杆在超低频垂直隔振系统中的应用研究

研制一种新型超低频垂直隔振系统。该隔振系统采用欧拉压杆作为负载弹簧，使隔振系统的被隔振质量与负载弹簧质量之比达到最大，显著地提高隔振系统产生内共振的频率；导出欧拉压杆力学特性及以欧拉压杆为弹性元件的隔振系统固有频率表达式；在平衡位置处采用负刚度弹簧与欧拉压杆弹簧并联，使隔振系统的刚度在平衡点趋向于零，可显著降低系统固有频率，隔振性能明显提高。     

碟形弹簧负刚度在低频精密隔振中的应用研究

负刚度机构可用于系统的低频隔振,本文设计了一种新型的利用碟形弹簧负刚度的低频被动垂直隔振系统。碟形弹簧具有非线性变形特性,并且在一定条件下,碟形弹簧具有负刚度的特性。将碟形弹簧在负刚度区间与正刚度弹簧并联,通过合理选择参数,使得隔振系统的刚度在平衡点附近趋向于零,隔振系统的固有频率可以达到极低,从而使其隔振频带加宽,可实现低频隔振的目的。通过计算机仿真计算,证明并联机构具有良好的低频隔振效果。     

正负刚度并联机构动力学分析及隔振仿真

正负刚度并联,可使系统的总刚度在平衡点附近趋近于零,从而有效降低系统的固有频率,实现超低频隔振。文中对一种正负刚度并联机构进行了分析,建立了其非线性动力学模型,采用谐波平衡法进行近似求解,并与数值方法求解进行比较,证明谐波平衡法对于该非线性系统的求解足够精确。文中还对该系统隔振效果进行了仿真,证明采用正负刚度并联的机构可以实现超低频的微幅精密隔振。     

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.     

准零刚度隔振系统跳跃频率区间隔振研究

基于跳跃频率区间内准零刚度隔振系统的隔振效果具有不确定性的问题,提出了一种阻尼扰动控制方法。当控制系统阻尼增大到一定程度时,向下跳跃频率将低于激振频率,在原共振支上的大幅振动响应便会失稳并跌落到低幅振动的非共振支上,在此过程中借助范德波尔平面来判断何时撤除阻尼控制,从而实现了跳跃频率区间内的有效隔振,拓宽了准零刚度隔振系统的有效隔振频率区间。     

基于谐波平衡法的非线性低频隔振系统振动特性研究

针对非线性低频隔振系统振动响应和振动传递率进行理论研究。基于非线性弹性元件的载荷－位移试验数据建立了非线性低频隔振系统的动力学模型和动力学方程。借助谐波平衡法对该非线性动力学方程进行近似求解,得到该非线性低频振动系统的一次谐波位移响应和振动传递率的近似表达式。分析了不同系统参数对振动传递率和曲线族骨架形状的影响,并对这种影响产生的原因进行了解释。理论结果与试验结果对比显示,当该非线性低频隔振系统工作在有效隔振频段内时,两者吻合良好。     

一个新的非线性迟滞隔振系统动力学模型

提出了一个新的非线性迟滞隔振系统的动力学模型,并导出了系统动力学模型的实用表达式。该模型由非线性刚度和非线性阻尼构造,迟滞非线性阻尼力被表示为位移的函数,从而使数值计算变得简单易行,试验中的测量工作减少。模型中的各个参数物理意义明晰,各阶刚度系数能很好地反映系统中存在的线性和非线性特性,而阻尼函数能很好地反映系统的迟滞和耗能特性,运用阻尼函数还可对隔振系统中可能存在的干摩擦阻尼、粘性阻尼及高阶阻尼等各种阻尼成分进行有效的识别。     

基于MATLAB气动隔振系统非线性仿真分析

为了能够有效地分析气动隔振系统的动力学特性,进而了解其隔振性能,利用MATLAB软件对其进行了非线性仿真.首先,建立了气动隔振系统的动力学模型;然后,分析了气动隔振系统的数值分析算法;最后,进行了气动隔振系统的仿真分析.仿真结果表明,气动隔振系统具有较好的隔振性能,可以应用于对隔振要求较高的工程领域中.     

微纳型空间相机被动式隔振系统设计

为了改善某型号微纳型空间相机在发射阶段的振动环境并避免相机发生破坏,针对微纳型空间相机的任务需求设计了一种被动式隔振系统.首先,对相机隔振系统进行了建模,研究了隔振系统的响应特性.然后,通过对隔振系统振动的耦合模型进行分析计算,实现了振动解耦并与传统分布形式进行了对比分析.根据相机结构参数和隔振系统模型,对被动式隔振器...     

混凝土振动台隔振系统设计

介绍钢纤维聚合物混凝土振动台的隔振理论及隔振参数的计算方法.通过对隔振系统的分析,探讨隔振系统各参数之间的关系以及如何选择隔振系统的频率比和阻尼.为钢纤维聚合物混凝土振动台隔振系统的设计提供理论参考.     

基于Modelica的超精密隔振系统多领域建模与仿真

超精密隔振系统是由机械、电气和流体装置组成的复杂机电系统,为实现多领域统一建模仿真,选择Modelica语言进行建模。采用模块化建模方法将隔振系统自顶向下进行分解,基于Modelica分别建立各元部件的动力学模型。以此为基础建立了隔振单元及控制系统的模型,最终组建了系统级多领域仿真模型,实现模型的仿真及结果输出;与实验所测数据进行比对,结果基本一致,验证了模型的准确性及有效性,对于精密隔振系统的动力学性能研究具有非常重要的意义。     

超精密隔振平台主动振动控制系统设计

建立了超精密隔振平台的结构及动力学模型，设计了一种新型的双向电磁作动器，并采用PID控制算法建立了主动振动控制系统模型，经Matlab软件仿真分析表明，该系统具有良好的隔振效果。     

卫星飞轮隔振与吸振联合减振系统设计

分析了抑制卫星飞轮振动的方法,提出了隔振为主、吸振为辅的联合减振方案。研究了会聚式隔振系统参数对其减振性能的影响;针对会聚式隔振系统存在的不足,提出了圆周分布式吸振方法和相应的吸振系统,分析表明会聚式隔振系统在4个方向的隔振效率达90%以上。根据会聚式隔振系统在X平动方向隔振效率较低的问题,建立了会聚式隔振和圆周分布式吸振的联合减振系统仿真模型。仿真结果表明,联合减振系统较单纯的隔振系统在X平动方向减振效率提高近50%,且不改变其他方向的减振性能。因此,联合减振设计方法合理可行,适用于卫星飞轮等主要振源的振动抑制,并为飞轮联合减振系统的工程化设计提供了理论支持。     

履带车辆齿轮传动系统非线性振动特性研究

以齿轮系统动力学和非线性振动理论为基础,针对具有齿侧间隙和时变啮合刚度的某履带车辆齿轮传动系统,建立单自由度齿轮系统非线性振动模型,通过数值仿真方法求解并分析在不同档位下的振动特性,并对其在某些变量参数下进行了振动特性研究,所得结果既反映了动力学性能,又为下一步进行多自由度齿轮系统的非线性振动研究提供了有力的依据.     

基于遗传算法的两级隔振系统消振器参数优化研究

通过分析两级无源隔振系统设计中存在的问题,提出在第一级隔振质量块上安装第三质量-弹簧-阻尼系统作为隔振系统的消振器,由其抑制隔振系统的二阶模态,同时保证系统在高频区段的良好隔振性能.运用遗传算法对消振器各参数进行优化.对优化结果的仿真分析及试验研究表明:该方法切实可行,改善了系统的隔振性能.     

Control concepts for an active vibration isolation system

In the fields of high-resolution metrology and manufacturing, effective anti-vibration measures are required to obtain precise and repeatable results. This is particularly true when the amplitudes of ambient vibration and the dimensions of the investigated or manufactured structure are comparable, e.g. in sub-micron semiconductor chip production, holographic interferometry, confocal optical imaging, and scanning probe microscopy. In the active anti-vibration system examined, signals are acquired by extremely sensitive vibration detectors, and the vibration is reduced using a feedback controller to drive electrodynamic actuators. This paper deals with the modeling and control of this anti-vibration system. First, a six-degree-of-freedom rigid body model of the system is developed. The unknown parameters of the unloaded system, including actuator transduction constants, spring stiffness, damping, moments of inertia, and the vertical position of the center of mass, are determined by comparing measured transfer functions to those calculated using the updated model. Finally, different strategies for actively controlling the vibration isolation system are considered.     

动力总成悬置系统隔振分析及优化

针对某皮卡车振动剧烈、噪声较大等问题,建立动力总成悬置系统多体动力学模型.通过模态分析、动力总成质心加速度和悬置支撑处响应力的仿真,优化悬置的主刚度,使其隔振效果得到明显改善,不仅提高了车辆乘坐的舒适性,而且延长了发动机与其他部件的使用寿命.