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基于SD振子的准零刚度隔振系统的特性分析与实验研究

发布时间:2020-06-02 13:20
【摘要】:精密仪器在车辆运输过程中受到路面激励作用,易产生低频振动,对精密仪器的工作性能影响较大。因此,研究精密仪器隔振理论及研发准零刚度隔振系统具有一定的理论意义和应用价值。本文基于SD振子非线性响应特性,提出一种具有高静载低动刚度特性的准零刚度隔振系统,研究了隔振系统的动力学特性。通过振动实验验证了准零刚度隔振系统具有优异的隔振性能,为工程应用提供了依据。本文首先构建了新型套筒结构准零刚度隔振系统,应用平均法分别研究简谐位移激励和简谐力激励下系统的稳态幅频响应。通过推导位移传递率和力传递率,从理论上验证了准零刚度隔振系统具有优异的隔振性能。通过Matlab数值仿真得到了准零刚隔振度系统的分岔图、时域波形图、频谱图、相轨迹图和庞克莱截面图,揭示了该系统的非线性响应特性。设计制作新型套筒结构准零刚度隔振系统,建立了实验系统。通过位移传递率实验测得不同激励幅值和激励频率下准零刚度隔振系统的稳态幅频响应,在此基础上得到了位移传递率。实验结果与理论分析结果基本吻合,从而验证了套筒结构准零刚度隔振系统的有效性。在位移传递率实验的基础上,对准零刚度隔振系统展开了随机振动实验,探究了准零刚度隔振系统在随机激励下的隔振特性。通过与线性隔振系统的随机振动实验结果对比可知,准零刚度隔振系统具有低频和宽带隔振优势。
【图文】:

隔振系统,弹簧,刚度,隔振技术


图 1-1 三弹簧准零刚度隔振系统振的分类振技术的分类源位置可分为积极隔振和消极隔振[3]。积极隔振是指用隔振器础隔离,降低传递到基础的振动能量;消极隔振是指用隔振备与振源隔离,,减少传递给设备的振动。隔振按实现形式主术、主动隔振技术、半主动隔振技术和混合隔振技术[4]:隔振技术:被动隔振技术是指将需要保护的设备用隔振元件元件通常由弹性和阻尼材料组成,例如橡胶隔振器。被动隔可靠性,并且易实现、成本低,能显著隔绝高频振动,并且源,但缺点是对低频振动的隔振效果不佳。隔振技术:传感器采集振动信号经过计算机预设的程序处理

隔振器,刚度,构件,隔振系统


图 1-2 单构件准零刚度隔振器 图 1-3 SD 振子实验装置1.5 本文主要研究内容本课题经费来自国家自然科学基金项目(10872136)。基于以往准零刚度隔振系统实验研究中发现的经验和问题,构建了新型套筒结构准零刚度隔振系统,研究其动力学特性及隔振原理,通过实验验证本文所建模型与理论计算的正确性,证明新型套筒结构准零刚度隔振系统的有效性。本文主要研究内容如下:(1)建立准零刚度隔振系统的力学模型,推导出准零刚度隔振系统的动力学微分方程,研究了该系统的力学特性,得到力-位移关系和刚度-位移关系。(2)应用非线性动力学理论中的平均法,研究在简谐位移激励和简谐力激励下的准零刚度隔振系统主共振稳态幅频响应,在此基础上得出准零刚度隔振系统的位移传递率和力传递率。研究准零刚度隔振系统各参数变化对位移传递率和力传递率产生的影响。研究显示,合理选择系统参数能够使准零刚度隔振
【学位授予单位】:石家庄铁道大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TH703.63;TB535

【参考文献】

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8 冯明;SD振子非线性动力学特性实验研究[D];石家庄铁道大学;2013年



本文编号:2693217

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