适应负载变化的准零刚度扭转隔振器设计与分析

针对现有准零刚度扭转隔振器仅适用于恒定负载的问题，设计了一种通过调节正刚度来适应负载变化，同步调节负刚度使隔振器始终工作在准零刚度状态的新型准零刚度扭转隔振器。该隔振器由提供负刚度的扭转磁弹簧和提供正刚度的弹簧片组成，其中扭转磁弹簧由径向磁化的内、外环磁铁组成，通过调节内、外环的轴向相对位置改变负刚度，利用等效磁荷法得到了磁弹簧的扭矩计算模型，分析了弹簧片参数对正、负刚度匹配后刚度特性的影响。建立了系统的动力学模型，采用谐波平衡法求解了隔振器的动态响应，分析了激励幅值和阻尼比对隔振器隔振性能的影响，结果表明，扭转隔振器在不同载荷状态下均具有良好的低频隔振效果。设计制造了隔振器样机，并进行了不同静载荷状态下的静力学试验，试验得到的扭矩-角位移曲线与理论计算结果吻合良好，试验结果表明，该隔振器可以通过调节磁弹簧的轴向相对位置和弹簧片的有效作用长度，实现正、负刚度的同步调节。