新型准零刚度隔振器的设计和特性分析

发布时间：2017-03-29 23:03

  本文关键词：新型准零刚度隔振器的设计和特性分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目前,低频隔振仍是振动工程界的一大难题。因此,设计出性能出色的低频隔振器具有重要意义。准零刚度隔振器是一种将正负刚度弹性元器件并联在静平衡位置获得零刚度的组合隔振器。准零刚度隔振器具有较大的静刚度,能承受被隔离设备的重量,而设备在静平衡位置振动时刚度非常低,甚至趋于零,有利于低频隔振。 本文设计并制作了一款新型的屈曲板型准零刚度(QZS)隔振器,该隔振器由竖直的橡胶垫和屈曲的弹簧钢板组合而成。为便于分析该隔振器的刚度特性,基于Abaqus软件分析和Matlab仿真拟合给出系统力与位移的近似表达式以及刚度的近似表达式。通过理论分析,给出该系统出现准零刚度时,竖直橡胶垫需满足的刚度条件。依据谐波平衡法研究了阻尼比、刚度、激扰力幅值对系统动力学特性的影响,得到了系统的力传递率曲线,并对其隔振性能进行了评估。结果表明,屈曲板型准零刚度隔振器能够显著提高低频段的隔振效率；在适当的阻尼情况下,该准零刚度隔振系统没有共振问题。 对屈曲板型准零刚度隔振器进行了静态实验,得到了系统的准零刚度平台,以及实现准零刚度特性的系统的各项结构参数。在振动实验平台上对线性隔振器和准零刚度隔振器分别进行了动态实验,得到了两者的力传递率曲线。并通过对准零刚度隔振器力传递率和线性隔振器力传递率的实验结果的对比可知,屈曲板型准零刚度隔振器的隔振性能优于线性系统。且在实验中,屈曲板准零刚度隔振器的力传递率曲线出现了跳跃现象,跳跃区间为0.6Hz,验证了理论分析。
【关键词】：准零刚度 屈曲板 隔振器 低频隔振
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB535.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 研究背景及意义9
• 1.2 国内外研究现状9-11
• 1.3 准零刚度隔振器研究现状11-14
• 1.4 本论文的研究内容14-16
• 第2章 屈曲板型准零刚度隔振器模型16-28
• 2.1 引言16
• 2.2 准零刚度原理16-17
• 2.3 屈曲板型准零刚度隔振器设计17-18
• 2.4 屈曲钢板刚度特性分析18-20
• 2.5 竖直橡胶弹簧刚度特性分析20-23
• 2.6 屈曲板型准零系统的Abaqus静力分析23-25
• 2.7 力与位移关系近似表达式25-26
• 2.8 准零刚度隔振系统的刚度26-27
• 2.9 本章小结27-28
• 第3章 准零刚度隔振器动力学分析28-41
• 3.1 引言28
• 3.2 线性系统力传递特性分析28-30
• 3.3 屈曲板型准零系统响应解及幅频特性30-32
• 3.4 准零刚度系统的跳跃频率及影响因素32-36
• 3.5 准零刚度系统的力传递率36-39
• 3.6 两种系统力传递率比较39-40
• 3.7 本章小结40-41
• 第4章 准零刚度系统的实验研究41-59
• 4.1 引言41
• 4.2 准零刚度隔振器实体模型的设计与制作41-43
• 4.3 静态实验分析43-48
• 4.3.1 实验装置43-44
• 4.3.2 实验步骤44
• 4.3.3 实验结果分析44-48
• 4.4 动态实验分析48-58
• 4.4.1 实验装置48-49
• 4.4.2 实验步骤49-50
• 4.4.3 实验分析50-51
• 4.4.4 线性隔振器力传递率实验51-54
• 4.4.5 准零刚度隔振器力传递率实验54-57
• 4.4.6 两种隔振系统力传递率实验结果比较57-58
• 4.5 本章小结58-59
• 总结与展望59-61
• 总结59-60
• 创新点60
• 研究展望60-61
• 参考文献61-66
• 致谢66-67
• 附录A (攻读学位期间所发表的学术论文目录)67

【参考文献】

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本文编号：275612