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。     

BE型橡胶隔振器冲击极限载荷研究

采用试验方法对BE型橡胶隔振器的冲击极限进行探索,获得隔振元件的冲击极限及极限载荷下的破坏模式。通过有限元软件ABAQUS,采用Marlow模型模拟橡胶材料,对BE型橡胶隔振器的抗冲性能进行数值模拟,无论极限载荷还是隔振元件的破坏模式,数值结果均与试验结果吻合较好,表明该数值方法能有效模拟隔振器的抗冲性能,是研究橡胶隔振器冲击极限载荷的一种有效手段。     

复合型承载橡胶隔振器的综合性能

大多数橡胶隔振器由于承载方式单一,无法同时满足承载能力和隔振效果的要求。复合型承载橡胶隔振器充分发挥橡胶材料的优点,可同时承受多种载荷,兼顾各方面的性能要求。通过对复合型承载隔振器进行有限元仿真计算和静动态、超载、抗冲击及隔振效果等各项性能试验,得出该型隔振器的主要性能特点,计算和试验结果满足设计要求。结果表明复合型承载橡胶隔振器可满足较强承载要求,具有良好的隔振抗冲击效果,且在相反方向受力时,可以表现出相同的特性。     

电梯垂直低频隔振器设计与分析

针对曳引电梯低频振动难以降低的难题。基于准零刚度原理,采用理论建模、有限元分析相结合的方法分析并研制了屈曲弹簧钢板和圆柱橡胶组合式新型轿底低频隔振器,同时对圆柱橡胶、弹簧钢板及其组合低频隔振器分别进行静载力学试验以及动态隔振性能试验。研究表明,该新型低频隔振器平衡位置处的平均刚度小于20 N/mm,电梯轿厢的固有频率降低到1 Hz,隔振起始频率降低81.80%;弹簧钢板的尺寸和屈曲量以及圆柱橡胶的尺寸及其硬度是影响低频隔振器性能的关键参数,通过以上参数的相互匹配,可提高承载能力和降低组合刚度;该新型低频隔振器在保证静态稳定性的同时,实现了轿厢的低频隔振,提高乘坐电梯的舒适性。     

压电堆式JG型复合隔振器结构设计与实验研究

复合式隔振器由剪切型橡胶隔振器与惯性式压电堆作动器组合而成,复合式隔振器结合主被动隔振器的优点,将主动构件与被动装置串联、并联,不仅可提高主动构件的稳定性,还能拓展被动隔振的有效频带。通过理论与实验方法对惯性式压电堆作动器的工作原理与动力学特性进行分析,利用所设计的压电堆式JG型复合式隔振器搭建双层隔振台架,采用滤波x-LMS自适应算法对台架进行主动控制。结果表明,在单频正弦激励下压电堆式JG型复合隔振器比单纯被动隔振装置具有更好隔振效果,80 Hz、90 Hz和110 Hz处隔振效果分别提高15 dB、16 dB和15 dB。     

惯容-橡胶复合隔振器在船舶动力机械中的应用分析

建立柴油发电机组隔振系统简化模型,介绍含惯容器的柴油发电机组隔振系统的动力学方程,对6L23/30H型柴油发电机组进行数值分析及台架试验。结果表明,使用惯容-橡胶复合隔振器后,柴油发电机组积极隔振系统的最低共振频率降低;柴油发电机组的振动加速度以及位移响应降低;基座结构的垂向振动减弱,同时发现惯容-橡胶复合隔振器能够实现更大的振级落差。分析试验数据可知,惯容-橡胶复合隔振器拥有良好的减振隔振效果,在低频隔振场景中有广泛应用前景。     

带惯容器的非线性隔振器对双层隔振系统动态特性影响分析

在高静低动刚度双层隔振器中引入惯容器,建立双层隔振系统动力学分析模型,利用谐波平衡法计算得到隔振系统动力学特性和传递特性,讨论惯容器惯容值、水平弹簧预压缩长度、刚度、阻尼系数等器件参数对隔振系统隔振性能的影响。研究结果表明,惯容器能够形成反共振频率,降低隔振器的共振频率,使得隔振器具有更低的隔振频段,进一步改善隔振器低频性能;同时惯容器对于减小隔振器的质量,实现隔振器轻量化设计也具有重要的积极意义。此外,非线性隔振系统较之对应的线性系统在隔振性能上也有更好的表现。     

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。     

一种小动静比橡胶隔振器仿真与试验

通过隔振器内部结构设计,在保证承载能力的同时降低橡胶隔振器的动态刚度。开展橡胶隔振器的静态变形、在给定静变形下的动态仿真分析,表明该隔振器在静态力-位移曲线上具有负斜率特性,对应隔振器内部结构的失稳变形;进行隔振器的静压试验、动态试验和隔振系统中的振动传递试验,结果表明,静态力-位移曲线试验结果呈现负斜率特性,在静态曲线上不同工作点处的固有频率呈现负斜率处最小的特性。     

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。     

聚氨酯隔振器研究的新进展

聚氨酯是一种综合性能优良的弹性体材料,目前已在民用工程上得到广泛的推广应用。系统地介绍聚氨酯隔振器的国内外研究概况,对国内研制的高性能聚氨酯隔振器和橡胶隔振器进行性能比较。结果表明,聚氨酯隔振器在寿命、蠕变、承载能力、承载范围、隔振性能等方面均优于橡胶隔振器。     

舰船隔振器安装参数与隔振效果相关性试验研究

开展舰船隔振器安装参数与隔振效果相关性试验研究可为隔振器建造声学质量检测提供重要支撑。以典型船用隔振器为研究对象,首先梳理出舰船建造过程中对隔振器隔振效果影响较为显著的安装参数,接着通过系列化的工艺试验分析隔振器紧固力矩和安装面间隙对隔振效果的影响规律。在大量实船测试数据的基础上,基于多元统计分析得到了典型隔振器各安装工艺参数对隔振效果的贡献量。结果表明:BE300型隔振器隔振效果与预紧力矩、底面贴合间隙呈现复杂的变化规律,建议去除底面橡胶并选取适当预紧力矩进行安装;隔振效果与隔振器下水后变形量、连接管路后变形量、垫片厚度在多个1/3倍频程中心频率处呈现强相关性。     

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。     

摩擦阻尼橡胶隔振器的研究

根据隔振原理和工程机械的振动特性,提出了在传统橡胶隔振器的结构基础上增加摩擦阻尼器结构来提高其低频、大振幅条件下的阻尼性能,分析了这种摩擦阻尼橡胶隔振器的工作原理、结构及其工作特性.通过试验证明,摩擦阻尼橡胶隔振器较传统橡胶隔振器在低频条件下具有更大的阻尼,因此在工程机械驾驶室的减振应用方面具有明显的优越性.     

隔振降噪用橡胶动态特性

隔振降噪用橡胶胶料及其制品的动态参数是决定振动与噪声控制中隔振度和降噪量的重要依据。本文从工程实用角度出发,对常用橡胶的动态特性加以阐述。具体涉及到胶料的静、动态弹性模数,隔振器等橡胶制品的静、动态刚度以及它们的动静比和阻尼。进而结合丁腈胶和天然胶胶料及其隔振器的试验实例加以论证。目的是对橡胶隔振器与其它橡胶制品的刚度和阻尼设计提供参考。     

橡胶压电堆隔振系统参数最优化反馈控制

为了减小振动对飞行器上仪器的影响,设计了一种橡胶和压电堆相结合的主被动一体化隔振器,提出了一种基于遗传算法并考虑系统稳定性的反馈参数优化方法,并对该系统的隔振效果进行实验验证。建立了该隔振器结构的动力学模型,通过实验对橡胶和压电堆进行参数识别。以系统的振动传递率为目标函数,考虑控制系统的稳定性,以稳定条件作为约束条件,应用遗传算法得到最优化的速度反馈控制参数。搭建实验平台并采用最优化的控制方法进行隔振控制实验。实验结果表明,主被动一体化隔振系统比单纯的被动隔振系统隔振效果好,而且在共振点附近减振效果最好。     

金属簧片阻尼隔振器性能分析

建立了金属簧片隔振器振动系统的动力学模型,通过有限元计算得出摩擦力曲线,进一步采用动力学方程研究了系统在简谐激励和冲击激励下的响应.结果表明:电子机柜采用该隔振器,能使最大加速度降低72%,说明该隔振器具有良好的减振隔振和抗冲击性能,为干摩擦隔振器优化设计提供了理论依据.     

压电堆式JG型复合隔振器结构设计与实验研究

复合式隔振器是由剪切型橡胶隔振器与惯性式压电堆作动器组合而成,复合式隔振器结合了主被动隔振器的优点,将主动构件与被动装置串联、并联,不仅提高了主动构件的稳定性,也改善了被动隔振的有效频带。通过理论与实验的方法对惯性式压电堆作动器的工作原理与动力学特性进行了分析,利用所设计的复合式隔振器搭建了双层隔振台架,采用滤波x-LMS自适应算法对台架进行主动控制。结果表明,在单频正弦激励下,压电推复合隔振器比单纯的被动隔振装置具有更好的隔振效果,80Hz、90Hz和110Hz隔振效果分别提高25dB、38dB和25dB。     

基于SMA的可变频隔振器设计与实验研究EI北大核心CSCD

运载火箭在发射过程中会经历复杂的动力学环境,而普通的隔振器无法做到对高频冲击振动进行抑制的同时避免对低频振动的放大。利用形状记忆合金(SMA)作为驱动器,结合金属橡胶的刚度对形变量敏感的特点,设计了一种可改变自身固有频率的隔振器。在实验研究不同参数的金属橡胶隔振特性的基础之上,选用合适的金属橡胶作为可变频隔振器的隔振元件,并通过实验对比隔振器变频前后的共振频率差异。实验结果表明,所设计的可变频隔振器的固有频率从60 Hz以下提高到110 Hz以上,满足设计要求。     

大型船用柴油发电机组浮筏隔振系统设计与优化

浮筏隔振技术已在船舶的减振降噪中取得显著的进展,对于大型船用设备的浮筏隔振装置,需要使用较多的隔振器来承担设备重量,且隔振效果也欠佳。为改善大型船用设备浮筏隔振系统的隔振性能,节约隔振器成本,以船用柴油发电机组为隔振对象,比较气囊型隔振器和橡胶型隔振器的特点,提出四种浮筏隔振系统方案,并利用ANSYS有限元软件对四种方案进行仿真分析,采用振级落差法对各方案隔振性能进行评估。结果表明：双层气囊浮筏隔振系统方案的隔振性能更为优越,方案优化后可以有效减少隔振器的使用数量,能够充分解决大型设备的隔振问题,为以后大型装置浮筏系统的设计提供参考。