粘滞性阻尼器的设计方法研究

分析了冲击载荷作用下粘性流体阻尼器的工作原理，推导了阻尼力公式的表达式，运用落锤冲击试验确定了其中的参数。基于参数已知的阻尼力表达式选择了满足指标要求的阻尼器结构尺寸。由试验验证了所选样机结构尺寸的准确性并验证了理论推导的阻尼器数学模型的合理性，该模型提供了粘滞性阻尼器设计的理论方法。     

设备安装隔振器的参考

1．设备安装隔振器，首先要考虑到是对环境的动态力或运动的隔离（消极隔振）；还是对设备本身干扰力或力矩传递的隔离（积极隔振）。要根据隔离对象的具体情况确定所需的隔振器。要特别注意对隔振器刚度、阻尼以及频率参数的选择。2．隔振器的型号、数量由设备总质量而决定。一般应满足：设备总质量的1．2倍相当于隔振器数量和每只隔振器额定载荷（质量）的乘积。3．安装前，应对选用隔振器做外观检查。橡胶隔振器，其橡胶体不得有裂纹，橡胶体与金属件粘接面不允许有剥离；金属弹簧隔振器，外壳与弹簧组装要合理，不得有刚性接触，不允许…     

振动和冲击隔离中阻尼作用与取值范围分析

在振动隔离（隔振）和冲击隔离（隔冲）中阻尼起着十分重要的作用。由于二者的物理过程不同，故阻尼所起的作用也不一样，从而取值范围也不同。本文主要是结合有关文献，从理论上对积极隔振和积极隔冲中的阻尼作用进行分析，给出了对于积极隔振，阻尼比取0．1左右；对积极隔冲，阻尼比应在0．15—0．35，以供读者在从事振动和冲击隔离设计时参考。     

可控阻尼半主动冲击隔离技术研究

传统的冲击隔离系统通常都只是从刚度上进行设计，因此在提供较高冲击隔离效率的同时，往往带来很大的相对位移。针对那些遭受持续时间很短的冲击，但又对冲击隔离效率和相对位移有严格限制的冲击隔离问题，提出了可控阻尼的半主动冲击隔离技术。在不遭受冲击时该半主动冲击隔离系统工作于最小阻尼状态，不影响隔振性能。在遭受冲击时，通过分两个阶段的半主动控制策略控制阻尼比的变化，可以自动地在保证冲击隔离效率的前提下，使用尽可能大的阻尼比，从而大幅降低相对位移幅值。仿真研究表明该可控阻尼半主动冲击隔离技术可以取得优异的冲击隔离性能。     

一般阻尼结构的模态阻尼优化设计

研究了一般阻尼结构的模态阻尼优化设计方法。该方法主要包含两方面的内容，一方面是在给定阻尼器个数和系数的条件下，研究如何找到最佳的安装位置，使结构的某几阶模态阻尼比达到最大；另一方面是在给定某几阶模态阻尼比的目标值的条件下，确定最佳安装位置和阻尼器系数．使结构的模态阻尼比达到指定的目标值。从模态阻尼与结构参数的关系式出发，利用类似于kronecker积展开的方法，导出模态阻尼比对于附加阻尼器的位置灵敏度表达式，从而确定阻尼器的最佳安装位置。对于第二类问题，通过拟牛顿法中的Broyden方法进行迭代，最终确定阻尼器的系数。本文方法简单，易于与有限元方法结合应用到工程实际结构。文中的算例证明了本文方法的可靠性和有效性。     

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．     

考虑垂度影响的拉索-双粘滞阻尼器系统振动分析

随着斜拉索长度的不断增加,在索近梁端单点安装阻尼器已经难以满足拉索减振的需要。同时,已有研究表明索垂度会减弱索端阻尼器的减振效果。因此,针对超长斜拉索,考虑垂度的影响,分析了斜拉索上两处安装粘滞阻尼器(拉索-双粘滞阻尼器)系统的复模态特性。考虑实际中阻尼器一般安装于近索锚固端位置,推导出了该情况下系统模态阻尼比的近似解析表达式,进行了阻尼器参数对索阻尼的影响分析和优化。结果表明:对于双阻尼器系统,垂度仍对拉索对称振动模态的阻尼比有减弱效果,对反对称振动模态无影响;阻尼器对称安装于索两端时,即使考虑垂度索所获得的最优阻尼相比于安装单个阻尼器时可以提高至2倍,能有效解决单阻尼器提供阻尼不足的问题。双阻尼器同端布置相比于仅安离索端较远的阻尼器时,索单阶最优模态阻尼无提高,但对于同时抑制拉索高、低阶振动具有优势。     

钢丝绳隔振器

对最恶劣的使用条件的最佳选择是选用钢丝绳隔振器。这种隔振器由绕制成螺旋弹簧状的钢丝绳和上下夹板构成。夹板上钻有安装孔。这种隔振器可以产生很大的动态位移，这就使得可以衰减强烈的冲击，同时它们的固有阻尼又使得它们可以吸收和耗散大量的低频和高频振动。此外它们还有一个特别重要的特性，即在通过共振时的弯曲滞后特性。这种隔振器的阻尼特性与施加于其上的应变有关，它对大振幅运动阻尼很大，而对小振幅运动阻尼适中，表现出一种非线性特性。螺旋弹簧状的钢丝绳由上下夹板夹紧定形可以承受任一方向的作用力，甚至在悬臂安装使用…     

金属橡胶弹性阻尼元件各向异性特性的实验研究

研究了金属橡胶构件在不同方向的载荷作用下表现出来的各向异性，提出了用于分析金属橡胶材料内部结构的物理假设，并根据假设确定了各向异性研究的主要参数，然后通过实验研究进行了验证。实验结果表明，如果改变金属橡胶元件的相对高度，增加径向尺寸可以在很大范围内改变金属橡胶隔振器的径向刚度；要使金属橡胶隔振器的力学特性更近于线性，应让隔振器在径向范围内工作；如果隔振系统中含有多个承受压载荷的金属橡胶隔振器，则可以使其工作在与成型压力方向相垂直的方向。当相同结构和尺寸的钢元件和金属橡胶元件在承受剪切载荷作用时，这两种材料表现出了相同的刚度变化趋势。     

冲击理想化为速度阶跃的适用范围及其误差

为简化计算,一般当冲击力作用时间远小于隔离系统的固有周期时,我们可把冲击理想化为速度阶跃。这种近似处理方法会引起一定的误差,目前还只有无阻尼条件下的探讨。随着阻尼器件在冲击隔离中的应用越来越广泛,十分必要对有阻尼条件下冲击理想化为速度阶跃的条件及其误差进行分析。本文通过对具有代表性的半正弦和矩形冲击的计算和分析,发现在大阻尼比下,不宜把冲击理想化为速度阶跃。本文给出了速度阶跃处理方法的适用范围及其误差,并对影响误差的因素进行了探讨。     

上海市松江橡胶制品厂研制成功新型隔冲器

近代船舶装置设备对冲击振动的隔离要求愈来愈严格。满足其要求的隔冲弹性元件──即冲击隔离器（简称隔冲器），变形冲程范围随之相应扩大。９０年代，欧洲先进的海军国家，如德、法、英、荷等，对冲程范围的规定是：±６５ｍｍ—一级；±５０ｍｍ～±５５ｍｍ─二级±４５ｍｍ～±５０ｍｍ─三级。然而，当今和未来对冲程范围的需求将是±１００ｍｍ～±１０５ｍｍ。我国船舶装置设备，对冲击隔离技术研究不多，对冲程范围根本没有规定，主要以隔离振动为主，兼顾一定的冲击要求。因此，大量采用的各种系列隔振器，其变形范围有限。如仿苏…     

小知识——各类隔振器材的阻尼和频率特性简介

隔离一般机械振动、瞬态冲击和高频结构噪声的隔振器材种类凡多.主要应用有各种橡胶器材、金属弹簧、空气弹簧、软木、毛毡以及泡沫海棉与粘弹性材料等等.目前普遍选择的是橡胶和金属弹簧两种隔振器材,粘弹性材料及其结构也正在扩大应用.天然橡胶和许多人工合成橡胶具有良好的弹性和适当的阻尼,并能同金属牢固地粘接(常温粘接强度大于30公斤/厘米~2,有的大于54公斤/厘米~2).故可根据不同的弹性(弹性决定频率特性)与阻尼要求制成各种结构类型的隔振器材.不过,一般橡胶隔振器的最低固有频率只能做到5赫.此外,一些环境因素影响到橡胶的性能和寿命,但能人为加以补救,使用寿命可到5～7年乃至10年.     

用爆炸式冲击试验台研究钢丝绳隔振器冲击特性

采用了一种新型的爆炸式冲击试验台，对HGGS-200型钢丝绳隔振器的冲击特性进行了试验研究。结果表明，在舰艇冲击环境下，钢丝绳隔振系统能有效的降低传递给负载压缩时的加速度幅值，但拉伸时的加速度幅值降低较少。其在承受冲击载荷时，在冲击载荷脉宽不变的情况下，随着冲击载荷幅值的增加，隔振器吸收的能量增大。     

磁流变阻尼器对斜拉索减振效果的试验研究

采用磁流变阻尼器作为被动控制器件，以钱江三桥南岸154m长的斜拉索为试验对象．通过阶跃激励的方法获得斜拉索振动的自由衰减信号。对采集到的信号进行小波分解、希尔伯特变换识别系统的等效阻尼比。据此来判断磁流变阻尼器在施加不同电压情况下对索前三阶模态振动的减振效果，并与油阻尼器的制振效果进行比较。试验结果表明磁流变阻尼器作为被动控制器件时制振效果明显，优于油阻尼器且控制的频域范围要比油阻尼器的广；当供电失效时也可满足索减振的要求。索的各阶共振峰频率在安装MR阻尼器后发生稍许漂移。     

金属橡胶非线性隔振器试验研究与参数分析

研究了变激励条件下金属橡胶非线性隔振器的参数变化。以某型隔振器为研究对象,对其进行了静态试验及不同正弦激励条件下动态试验。借助双折线泛函本构关系的本构模型,利用粒子群优化算法对不同激励条件下的隔振器模型参数进行了识别,通过识别参数的对比得到了隔振器各参数在不同激励情况下的变化趋势。结果显示对金属橡胶非线性隔振系统进行动力学分析时,必须首先对实际工况下隔振器进行动态试验。再通过参数识别获取隔振器准确的数学模型,才能对金属橡胶隔振系统进行准确的动力学分析。为金属橡胶隔振系统的动力学分析提供了一般方法。     

Ruzicka隔振器在冲击隔离中的特性和作用

传统的隔振器是在保证隔振效果的前提下再考虑抗冲击问题,所以一般刚度较小,冲击隔离率虽高,却容易造成较大的相对位移,而在附加限位器后,由于刚度突变,又容易引起二次冲击。建立Ruzicka抗冲系统模型,在能量守恒定律的前提下,得到传统的及Ruzicka抗冲系统的缓冲系数。结果表明,在某些参数域内,Ruzicka隔振器具有更优的抗冲性能。文中对Ruzicka抗冲系统进行无量钢化,以基础加速度半正弦波作为冲击输入,计算系统在不同参数条件下的冲击响应,得到具有较高抗冲击性能的参数域。冲击响应的计算也表明了在传统抗冲系统严重失效的情况下,Ruzicka隔振器仍然将被隔离设备的最大加速度和相对位移限制在允许的范围内。     

基于新型轴向电涡流阻尼器的拉索多模态减振性能研究

研究了新型滚珠丝杠式轴向电涡流阻尼器(ball screw type axial eddy current damper, BS-ECD)对拉索的多模态减振控制效果。首先,基于单位振动周期内耗能相等的原则计算了BS-ECD等效线性阻尼系数的表达式。然后,利用等效线性化理论推导了安装BS-ECD后拉索附加模态阻尼比的表达式。以此为基础,针对拉索多模态振动控制开展了BS-ECD的参数优化设计,得到了拉索受控模态分别为1～4阶和1～8阶时BS-ECD的最优临界速度、峰值阻尼力和拉索附加模态阻尼比,并评价了其减振性能。最后,分析了减振效果对阻尼器最优参数和位移幅值变化的敏感性。分析结果表明：存在一组BS-ECD的临界速度和峰值阻尼力,可以使拉索任意两阶模态的附加阻尼比同时达到最大值;当指定阻尼器工作行程时,通过参数优化可以使BS-ECD的多模态减振效果优于线性黏滞阻尼器和非线性液体黏滞阻尼器,且减振效果对最优参数变化不敏感;与其他非线性阻尼器一样,BS-ECD提供的附加模态阻尼比也具有明显的振幅依赖性,当阻尼器的工作行程偏离设计值时,其减振效果会有较明显的降低,后续应仔细研究。     

高分辨光学卫星飞轮微振动隔振器的设计

摘要：反作用飞轮产生的微振动使高分辨光学卫星成像变得模糊,甚至导致高分辨光学卫星无法对地成像,为减弱飞轮微振动对成像的影响,本文采用金属橡胶隔振器隔离飞轮产生的微振动。首先,测量飞轮产生的微振动并分析其频谱特性;然后,利用有限元软件对“吉林一号高分星”进行频率响应分析,以获得相机内部光学元器件的敏感频率点;最后,将光学元器件的敏感频率点及飞轮振动频谱特性作为设计金属橡胶隔振器固有频率及阻尼比的依据。成型后的金属橡胶隔振器轴、径向固有频率分别为155 Hz、160Hz （阻尼比 ）,安装金属橡胶隔振后飞轮在249Hz（共振峰值频率）处的隔振效率达80%。隔振前卫星次镜X、Y、Z向最大角位移为0.011”（249Hz/2800rpm）、 0.01”（249 Hz /2800rpm）、 0.023”（249 Hz/ 1600rp m）,隔振后最大角位移为0.0022”（155 Hz /1600rpm）、0.0022”（155Hz/ 1600rpm）、0.0012”（160Hz/ 1600rpm）,与无隔振条件下相比角位移峰值减小达70%,满足次镜三向最大角位移小于0.008”的设计要求,证明金属橡胶隔振器设计合理、隔振效果明显。     

大型橡胶振动冲击隔离器

为适应大型动力装置、机电设备以及其它运转机械等的振动与冲击隔离需要，由上海市松江橡胶制品厂和中船总公司７０４所联合研制成功了ＢＶ－３５００大型橡胶振动冲击隔离器。其产品的额定载荷为３５０００Ｎ，垂向变形２３ｍｍ，固有频率约４．５Ｈｚ。该型产品，外形轮廓近似长方体，安装与更换方便，橡胶弹性体受压后承受剪压变形，在结构上留有大的冲程空间，拉伸和压缩冲程分别做到６５ｍｍ与７０ｍｍ，达到国外近代对冲击隔离一级冲程范围的规定（其要求是±６５ｍｍ）。本隔振器已应用于１５００ｒ／ｍｉｎ大型柴油发电机组双层隔振…     

复合阻尼隔振器

复合阻尼无谐振隔振器是新开拓的非线性阴尼隔振器.它是针对以往隔振技术大多以牺牲低频利益为代价来换取高频段较好的隔振、隔声、防冲效果这一方法的弊端而研制的.特别是军用电子设备、精密仪器,它们所受的环境条件十分恶劣,需要宽频域良好的振动、冲击防护,一般隔振技术难于满足它们的要求.复合阻尼隔振器的特点是具有三维库仑与粘性复合阻尼,特别是采取了库仑摩擦阻尼振幅反馈,摩擦偶件的自补偿和库仑阻尼的柔性支承技术,保证了隔振器在低频能有效地抑制共振,而当振动频率高于12～15Hz时又有良好的隔离效果.所研究的非线性传递特性计算方法和计算机软件经实验证实可信.该产器正在陀螺罗径上应用.