双层混合隔振系统隔振效果评价与实验研究

为了对双层混合隔振系统进行全面评价,提出了一种全新的双层混合隔振系统隔振效果评价方法.该方法将混合隔振的评价指标定义为被动隔振指标与主动隔振指标之和,并在自行研制的磁悬浮隔振器上进行隔振实验.实验结果表明,该评价方法简便易行,能够准确地反映被动和主动隔振对不同频段隔振的贡献以及两者之间的相互影响,为进一步优化双层混合隔振器的设计提供了可靠依据.     

舰船概念设计中振动预报方法

以带有双层隔振装置的舰船模型为对象,利用MSC Nastran的有限元分析方法以及试验手段,对其隔振性能进行研究.将船体与双层隔振装置作为一个系统,建立三维有限元振动分析模型;以降低船体结构振动能量为目标,对发动机激励作用下的双层隔振装置与船体的振动特性进行分析;通过有限元分析方法和试验两方面的研究与对比,为舰船的减振降噪的初期概念设计提供快速预报方法.     

分段阻尼隔振系统的动力学特性分析

针对传统线性隔振器在降低共振峰值的同时会牺牲隔振性能的矛盾,设计了一种含分段阻尼的隔振器.首先,采用移动凸轮变阻尼装置,通过凸轮廓线的设计使系统的垂向阻尼系数的受振动位移大小控制并呈现分段线性特征,分析了该装置的阻尼特性.然后将分段阻尼装置应用于隔振器中,建立了含分段阻尼的积极隔振系统模型及其动力学方程,通过能量等效原理求出了分段阻尼系统的等效线性阻尼系数,求解了简谐力激励下系统响应的理论解,并用四阶龙格-库塔法数值仿真验证了理论解的正确性.最后研究了分段阻尼隔振系统的动态特性,分析了主要参数对幅频响应特性与力传递率特性的影响.结果表明,通过合理的参数选择,分段阻尼隔振器可兼顾无阻尼隔振器与线性阻尼隔振器的优点,既能有效降低系统的共振峰值,又能保证高频区域的优秀隔振性能,为新型非线性隔振器的设计提供了理论依据.     

低频大幅隔振器设计及实验

为了突破传统隔振器刚度和承载能力之间的矛盾,需要隔振器具有高的静态刚度,低动态刚度的特性.如今的准零刚度隔振器技术可以实现低频微幅隔振,但是对于大幅振动,隔振效果并不明显甚至失效,因此突破宽幅隔振成为隔振领域亟待解决的问题.为此,我们利用多稳态折纸通过并联装配的方式,构造具有宽幅零刚度区间的折纸型隔振器,以解决传统隔振器振动抑制幅值较低的问题.本文建立了宽零刚度隔振器模型,提出宽幅零刚度的设计方法,并通过动力学分析分析了模型的隔振效果.最后搭建试验样机,验证了理论的正确性.这种设计打破了传统准零刚度隔振器单点准零的设计准则,能够在一个大幅范围内保证稳定性,同时实现零刚度,极大拓宽了隔振器的适用范围.这种设计理念能够被用在新隔振材料设计和航空、船舶等大幅低频动态环境中.     

仿生隔振器设计方法研究进展

基于仿生学的思想,通过模仿生物系统的结构几何构成特性,创新优化隔振模型是当今隔振领域的热门问题.本文基于仿生灵感来源的不同,对现有的仿生隔振器进行了系统的分类,并对不同设计原理的仿生隔振器恢复力本构与隔振性能做了详细的阐述和对比,旨在通过隔振器隔振频带的横向对比厘清几何构型与可调参数的影响,以此厘清隔振器几何设计和隔振性能的关系.并且,本文展望了未来仿生隔振器的发展前景和研究方向.     

大容量磁,光盘机隔振抗冲加固技术

文中通过对提高硬磁盘及磁光盘容量的技术分析，指出了大容量磁、光盘隔振抗冲加固技术的难民在。在分析了当前加固技术的方法之后，设计并研制出大容量磁，光盘机通用振动试验模拟装置，该装置可对隔振抗冲元件进行质量检查，方便地进行隔振抗冲元件更换试验；可进行一级或双层隔振抗冲试验；可以使用模拟块进行试验而避免损坏大容量磁，光盘机；提高试验２效率，文章给出了一些试验效果。     

非线性隔振系统振动特性分析

在舰艇振动较大的部位加装隔振系统是提高其自身声隐身性能最有效、最常用的方法之一,而混沌隔振方法可以很好地提高舰船线谱的隔振能力.以双层隔振系统为对象,建立两自由度非线性隔振系统的动力学模型,研究系统振动传递率特性及刚度对隔振效果的影响,采用数值积分方法分析不同激励幅值f1下系统随频率ω变化的分岔规律及非线性动力学行为.结果表明,当f1=12.0时,双层混沌隔振系统在1.11~1.18倍频区域出现混沌运动,该特征可以有效地降低结构噪声中的线谱成分,其整体隔振性能良好,验证了基于混沌理论的线谱控制方法的有效性.     

光电平台无角位移减振装置设计研究

光电平台是一种利用光电载荷实现目标探测与监视的光电系统,为了获得高质量的图像,设计了一套减振装置来减小振动对成像质量的影响,尤其是减小对图像质量影响较大的角振动.根据空间机构学原理和减振理论,尝试通过空间连杆机构来实现无角位移振动,分析了无角位移减振装置的减振机理,建立了无角位移减振装置仿真模型,计算了不同激励下无角位移减振装置的响应,并与目前普遍采用的隔振方案的角振动隔振效果进行了对比,角振动的隔振效果提高了2个数量级,实现了无角位移振动.分析结果显示无角位移减振装置原理正确,设计合理,能够满足无角位移振动的使用要求.     

带刚性限位的双层隔振系统的离散模型

研究了由多刚体组成的带刚性限位的双层隔振系统．基于单项约束多体动力学理论,并采用摄动方法导出了该系统的离散Poincare映射．运用此方法,研究了MTU公司生产的柴油机隔振系统对冲击作用的振动响应．研究表明：由于可能发生碰撞,该系统呈现复杂的非线性特性;并且在无限位情况下可以忽略的弱非线性项对带限位的碰撞振动系统也可能有较大的影响．该研究对如何正确设计带刚性限位的双层隔振系统提供了理论参考依据．     

一种基于电磁—空气弹簧的非线性隔振器理论与实验研究

本文提出一种主要由空气弹簧和永磁体所组成的具有准零刚度特性的非线性隔振器.首先,通过分析空气弹簧和磁体的受力特性,建立隔振器力-位移关系和刚度-位移关系,揭示隔振器静态力学特性,并分析隔振器参数对系统刚度的影响规律.然后,采用谐波平衡法计算隔振器力传递率特性.结果表明,通过在适当范围内调节系统阻尼比或激励幅值,所提出的非线性隔振器在隔振频率范围内优于普通空气弹簧隔振器.最后,通过实验验证隔振器的隔振性能.该研究可为小振幅甚至微振动系统的振动隔离提供新的参考.     

隔振对象重量变化对准零刚度隔振器隔振性能的影响

本文主要研究隔振对象重量变化对一类准零刚度隔振器隔振性能的影响,并给出了新的研究结果.文中使用欧拉屈曲梁构建负刚度调节结构并设计了隔振系统的平衡位置可调机构.假设系统有轻微的过载和超载,推导了系统的动力学方程并进行求解,定义了非线性隔振系统的力传递率及位移传递率来评价系统的隔振性能.对线性隔振系统,超载会让隔振频率略微降低,共振放大峰略微增大.对于准零刚度隔振系统,力传递率和线性系统类似,但是对于位移传递率,过载会导致系统固有频率和共振放大峰均升高,反而不利于隔振.研究结果可以对此类隔振系统的使用场合以及对过载和轻载的选择有工程指导意义.     

基于等效模态阻尼的复合隔振系统振动计算方法

基于线性黏弹性假设,将应变能阻尼理论推广到复合隔振系统的等效模态阻尼计算中,运用Python和Abaqus编制相应的计算程序,该程序可考虑材料阻尼的频变特性。以多种材料组成的船舶双层复合隔振系统为算例,计算其等效模态阻尼和隔振器等效阻尼系数。分别采用直接积分法和模态叠加法计算系统振动响应,对比设备、筏架、船底壳的振动加速度响应,验证基于等效模态阻尼的模态叠加法的准确性。结果表明,该方法可以准确计算复杂组合模型的模态阻尼,算例的振动响应计算结果一致性较好,用模态叠加法可以大幅提高复合隔振系统稳态振动响应的计算效率。     

Modeling and analysis of a multi-dimensional vibration isolator based on the parallel mechanism

A hybrid manipulator applied to vibration isolation of the manufacturing systems is proposed in this paper. The translations and rotations of the manipulator are decoupled, so the proposed isolator can isolate vibrations with wide range of frequency, at the same time it is fully capable of adjusting the orientations of the equipments. The scheme design, inverse kinematics, workspace and dexterity are carried out in this paper. A closed form dynamic model considering the external excitations on the base platform is performed based on the Newton–Euler approach. The optimum solutions of the forces in each actuating limb are obtained by using the Moor–Penrose inverse matrix. Furthermore, a novel dynamic performance index is proposed to evaluate the estimated maximum forces in the actuating limbs; this index can help to optimally design the parameters of motor, spring and damper. In order to evaluate the performance of isolation, the displacement transmissibility and acceleration transmissibility are also analyzed. The research work provides an analytical base for the development of the novel vibration isolator.     

Computer-aided design integration of a reinforced vibration isolator for electronic equipment’s system basedon experimental investigation

Electronic equipment’s system is always manufactured as a superprecision system. However, it will be used in harsh environment. For example, the computer in moving vehicles will be acted by vibrations. The objective of this paper is to provide a systematic investigation to test and computer-aided design of the vibration isolator for protection of electronic equipment’s system in harsh vibration environment. A micro-oil damping vibration isolator is designed and manufactured through coupling the oil and spring by ingenious tactics. The structure of the oil damping vibration isolator can achieve circulating oil damping function with an inner tube and an outer tube (some orifices are manufactured on upside and underside of the inner tube). The dynamics of the key model machine is systematically investigated. Based on the test, a nonlinear dynamic model for the vibration isolator is presented by analyzing the internal fluid dynamic phenomenon with respect to the vibration isolator. The model considers all the physical parameters of the structure. Comparisons with experimental data confirm the validity of the model. In the other, the model is integrated by introducing normalization measure. The normalization model shows the actual physical characteristics of the oil damping vibration isolator by considering quadratic damping, viscous damping, Coulomb damping, and nonlinear spring forces. An approximate solution is deduced by introducing harmonic transform method and Fourier transform method. Therefore, a parameter-matching optimal model for computer-aided design of the vibration isolator is build based on approximate solution. An example confirms the validity of the computer-aided design integration.