滚球型准零刚度隔振器的设计和特性分析

发布时间：2017-07-28 23:09

  本文关键词：滚球型准零刚度隔振器的设计和特性分析

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【摘要】：准零刚度隔振技术近年来逐渐成为低频隔振领域一个较好的解决方案。其基本思想是利用正负刚度组合,在静平衡位置处得到高静刚度、低动刚度,从而降低系统的固有频率,拓宽低频隔振区间。本文针对工程实践中的低频、微幅隔振难题,提出一种紧凑的、带滚球装置的准零刚度隔振器。具体来说,本文主要内容分以下几个方面:1、现有准零刚度隔振器只有在大振幅的条件下才能发挥出优异的减振效果,限制了该项技术在工程实践上的推广与应用。本文提出了一种滚球副的设计思路,其基本原理是通过内外滚球的上下滑动使力矢量摆角增大,从而增加对毫米级微幅振动的负刚度敏感性,进而实现微幅振动的准零刚度隔振。2、对滚球副结构进行了力-位移分析,得到了实现准零刚度的参数匹配条件。建立了隔振系统动力学模型,利用谐波平衡法分析了系统频响特性及隔振性能,讨论了激励幅值和阻尼对响应的影响,进行滚球副对中误差分析,为具体的准零刚度隔振器设计奠定了基础。3、根据准零刚度条件,从结构和工艺方面不断改进,设计出了带弹性梁的滚球型准零刚度隔振器实验模型,在此基础上进行了实验研究。实验证明用直径非常小的滚球机构代替斜弹簧,使得在毫米级振动时,负刚度机构能够充分参与其中,不仅可降低起止隔振频率、扩大准零刚度隔振器的隔振范围,而且具有更低的力传递率。试验还讨论了不同水平预压缩量和不同激振力幅值对隔振性能的影响,验证了系统隔离微幅振动的有效性。
【关键词】：准零刚度 低频隔振 微幅振动 传递率
【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
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 研究背景、目的及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.3 本论文的研究内容14-16
• 第二章 滚球型准零刚度隔振器的概念设计与分析16-23
• 2.1 准零刚度的概念16-17
• 2.2 滚球副结构概念设计17-19
• 2.3 滚球型准零刚度隔振器的刚度特性分析19-21
• 2.3.1 滚球型隔振器的力-位移关系19-20
• 2.3.2 滚球型隔振器的准零刚度条件20-21
• 2.3.3 关键参数对滚球型准零刚度特性影响21
• 2.4 本章小结21-23
• 第三章 滚球型准零刚度隔振器的隔振性能分析23-34
• 3.1 隔振性能评价指标23-24
• 3.2 滚球型隔振器的幅频特性24-28
• 3.3 滚球型隔振器的力传递率28-29
• 3.4 关键设计参数对力传递率的影响29-32
• 3.4.1 结构参数对力传递率的影响29-30
• 3.4.2 系统阻尼对力传递率的影响30
• 3.4.3 激振力幅值对力传递率的影响30-32
• 3.5 滚球副对中误差分析32-33
• 3.6 本章小结33-34
• 第四章 滚球型准零刚度隔振器的实验研究34-56
• 4.1 滚球型准零刚度隔振器模型制作34-43
• 4.1.1 滚球型隔振器初始方案34-40
• 4.1.2 滚球型隔振器改进方案40-43
• 4.2 滚球型隔振器试验装置43-47
• 4.3 滚球型隔振器的性能实验47-54
• 4.3.1 对照线性系统的力传递率测试47-48
• 4.3.2 滚球型准零刚度隔振器的力传递率测试48-50
• 4.3.3 滚球型隔振器和对照线性隔振器的力传递率对比50-52
• 4.3.4 不同水平预压缩量的力传递率对比52-54
• 4.3.5 不同激振力幅值的力传递率对比54
• 4.4 本章小结54-56
• 总结与展望56-58
• 总结56-57
• 创新点57
• 研究展望57-58
• 参考文献58-63
• 致谢63-64
• 附录A（攻读学位期间所发表的学术论文目录）64

【参考文献】

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本文编号：586436