一种几何非线性低刚度高阻尼隔振器动态特性研究

为了实现隔振器低动态刚度和高阻尼的设计目标,利用两层变杆长X型机构,提出一种新型隔振器.首先,采用谐波平衡法获得所建隔振系统动力学模型的稳态解析解,并分别给出隔振系统的幅频响应、相频响应、等效刚度、等效阻尼和力传递率.然后,根据力传递率,将新型隔振器与常规线性隔振器和准零刚度隔振器进行对比分析.同时,采用有限元方法对获得的解析解进行了有效性验证.最后,分析并给出系统参数对新型隔振器隔振性能的影响规律.结果表明：与常规线性隔振器相比,新型隔振器具备更小的动态刚度和更高的阻尼输出;与准零刚度隔振器相比,本新型隔振器除了能保证低刚度和高阻尼输出之外,还具有较好的稳定性与静承载能力;隔振系统设计参数对隔振性能均有较大影响,可通过灵活调整隔振系统各设计参数满足不同的隔振需求.     

含中间质量改进三参数隔振器动力学特性研究

通过在含X形机构非线性三参数隔振器中引入中间质量,提出一种改进三参数隔 振器并建立其理论模型 . 采用谐波平衡法得到隔振系统的稳态解析解,利用四阶龙格库塔法 和多体动力学软件 ADAMS验证其正确性 . 将力传递率作为评价隔振系统动态性能的技术指 标,与传统三参数隔振器以及含X形机构非线性三参数隔振器进行对比,结合工程实际,分别 给出3种类型隔振器在多频稳态激励下的时域位移响应,并进行对比研究. 分析了该隔振系统 的功率流特性以及能量特征,选择隔振系统部分关键设计参数进行影响因素分析 . 从动力吸 振器的角度,讨论了所提模型中非线性连接方式对其减隔振效果的影响. 计算结果表明,合理 选择中间质量可以在原隔振系统谐振频率附近形成一个反共振低谷,且系统固有频率向低频 移动,使隔振系统有效隔振频带变宽;相比于传统三参数隔振器和含X形机构非线性隔振器, 隔振系统在低频和高频的隔振性能均得到有效提升;通过力传递率评估设计参数,结果表明 各参数均存在最优值;将线性动力吸振器与接地X形机构连接,可进一步改善其减隔振效果.     

环形金属橡胶隔振器系统建模与实验研究

以航空发动机导线插头支座用环形金属橡胶隔振器的具体需求为背景,对环形金属橡胶隔振器进行了建模与实验研究.借助于动力学原理和迟滞理论,建立了隔振器的振动系统模型,并对模型中的参数进行了讨论,得出环形金属橡胶隔振器的动态频响特性.利用静态实验对不同初始变形时环形隔振器的局部刚度特性进行了分析,并通过动态实验对环形隔振器的动态频响特性进行了验证.结果表明,该隔振器具有独特的刚度和阻尼特性,其初始变形对隔振器固有频率和传递率具有较大影响.图7,表1,参11.     

变杆长X形结构隔振系统动力学特性研究

针对传统三参数隔振器谐振段与高频段的隔振效果不能同时保证的问题,提出了一种将几何非线性特征变杆长X形结构隔振器的模型. 该模型采用谐波平衡法建立动态响应解析模型,并且将解析解与时域数值解和多体动力学软件Adams得到的仿真数据进行对比,证明解析解正确. 在此基础上,分析了变杆长X形结构隔振系统的等效刚度系数、等效阻尼系数、力传递率和多频稳态激励条件下传递到基础的动态力以及关键设计参数对隔振系统传递特性的影响. 结果表明变杆长X形结构隔振系统等效刚度和等效阻尼呈单调递增变化;变杆长X形结构隔振系统谐振峰值显著减小且频率未发生变化,对应时域力响应也呈现出相同的变化特征.      

屈曲板型准零刚度隔振器的设计和特性分析

设计一款屈曲板型准零刚度隔振器,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拟合给出力与位移的近似表达式.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对系统动力学特性的影响,得到了系统的力传递率,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.     

不同环境温度下橡胶隔振器振动性能研究

通过振动台对橡胶隔振器施加正弦扫频基础激励,测得了隔振器系统高低温环境下隔振器系统主振方向的动刚度和阻尼比;并分析了计算动刚度和阻尼比的近似公式引起的相对误差。结果表明,随着环境温度的升高,该隔振器的动刚度逐渐降低,阻尼比也逐渐降低。在常温和高温测试结果的处理中,近似公式引起的相对误差在可接受范围内。然而在低温环境下,近似公式引起的相对误差较大,此时建议采用推导的精确公式求解动刚度和阻尼比。     

一种新型的鼓形隔震器

针对卧式不锈钢钢丝绳隔震器价格高、水平向刚度不相同、安装较复杂的不足，研制了由普通钢丝绳加工而成的鼓形隔震器(简称PGG隔震器)。PGG隔震器具有多向减震能力，且阻尼大、价格低、安装方便、防锈处理容易。根据PGG隔震器的静力试验，建立了PGG隔震器水平向和垂直向的非线性刚度模型。经冲击台试验的检验和数值计算分析比较，证明PGG隔震器具有优良的爆炸冲击震动隔震性能。     

钢丝绳隔震器三向性能试验研究

对三种类型的钢丝绳隔震器进行了三向性能试验研究,重点研究了钢丝绳隔震器直径比D／d与其三向刚度和阻尼的关系,并研究了不同径向负载对其纵向、横向性能的影响．研究结果表明：钢丝绳隔震器具有三向非线性软化刚度和迟滞阻尼特性,并可简化成双线性迟滞模型,其阻尼比在0．2以上．     

基于模型标定的重型卡车座椅动态舒适性仿真研究

为了减轻重型卡车驾驶员的疲劳,增加了减振机构来提高座椅的动态舒适性。提出一种基于模型标定的座椅动态舒适性研究方法。首先通过台架试验得到了空气弹簧的刚度和阻尼器的阻尼参数。然后对座椅进行模态试验和传递率特性试验,获得座椅模态频率与传递率信息,采用迭代寻参的方法确定连接部位的刚度和阻尼参数,从而建立准确的有限元模型。最后进行模态、传递率和随机振动仿真分析,通过仿真结果评估座椅动态舒适性。结果表明,仿真与试验的模态频率误差小于3%,传递率峰值误差小于10%,且该座椅固有频率与人体敏感频率不重合,座椅在非共振频率段的传递率较小。降低共振频率下传递率的波峰值与响应点的均方根加速度值可以提高座椅的动态舒适性。     

气动可调式准零刚度隔振器设计及特性分析

针对承载质量的变化会影响隔振器性能的问题，设计了具有准零刚度特性的可调式非线性气动隔振器.该准零刚度隔振器由一个竖直的双气室可调式气动弹簧和4个对称初始水平放置的单气室可调式气动弹簧组合而成.分析了气动可调式准零刚度隔振系统的设计参数之间应满足的关系.当承载质量改变时，通过调节气压来保持静平衡位置处的准零刚度特性.利用谐波平衡法对系统进行振动分析，得到了系统的力传递率，并对其隔振性能进行了评估.结果表明，系统具有良好的低频隔振性能，优于相应的线性系统.     

非线性减振器隔振分析及其与线性问题的比较

以线性阻尼、立方刚度非线性系统为例,对非线性隔振理论进行了初步探讨,获得了系统的无量纲运动响应和传递率,同时将它们与线性问题进行比较,着重讨论了非线性的影响,得到了一些有用的结论。     

金属橡胶隔振器动力学模型与分析

综合考虑金属橡胶隔振器的阻尼形成机理,对金属橡胶隔振器的恢复力进行非线性描述,建立了动力学模型,对金属橡胶隔振器的动力学特性进行了研究,在理论研究和实验研究中采用了能量法进行金属橡胶隔振器的参数识别.同时将实验研究结果与理论研究结果进行了对比分析,验证了识别方法的正确性和准确性.图5,参10.     

拖拉机驾驶室隔振器设计的研究

将拖拉机驾驶室简化成垂向振动、纵向摆动和横向摆动的三自由度空间力学模型,以驾驶室四个支承点处的振动绝对传递系数之和最小为目标,以隔振器刚度为设计变量,进行多目标、多约束优化,从而得到隔振器的最优刚度.再根据强度条件、稳定性条件等对隔振器结构尺寸进行设计.     

变激励条件下金属橡胶非线性减振器试验研究

以某型金属橡胶非线性减振器为研究对象,对其进行了静态试验及不同正弦激励条件下动态试验,建立了基于双折线本构关系的数学模型,并利用粒子群优化算法对不同激励条件下减振器模型的参数进行了识别,通过识别参数的对比得到了减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减振系统进行动力学分析时,必须首先对实际工况下减振器进行动态试验,再通过参数识别获取减振器准确的数学模型,才能对金属橡胶减振系统进行准确的动力学分析.      

电动车辆驾驶室隔振系统建模与振动特性分析

针对电动车辆驾驶室的低频振动问题,首先建立了底部装有4个隔振器的驾驶室有限元模型,提出采用三个方向的非线性弹簧阻尼单元的方法来等效替代隔振器,并进行约束模态分析.根据模态分析结果,讨论了驾驶室晃动产生的原因,并在此基础上,给出了两种减小驾驶室晃动的隔振器设计改进方法.根据实际使用情况,对液阻型橡胶隔振器进行了设计和静力分析,改善驾驶室的乘坐舒适性,此外通过调整隔振器的安装位置有效地减轻驾驶室的振动,模态分析结果显示振型频率均有所提高,同时第4阶振型变为驾驶室后壁局部振动.最后,利用有限元仿真,对驾驶室隔振系统进行振动分析,结果表明调整隔振器安装位置后的驾驶室减振系统在低频路面位移激励下垂向振幅明显减小.     

X型准零刚度隔振器的隔振特性分析

将一种X型结构应用于准零刚度隔振器以改善其低频隔振性能.根据牛顿运动定律建立了系统的动力学方程.利用增量谐波平衡法对非线性常微分方程进行求解,得到系统的幅频响应曲线.讨论了等同约化刚度γ值对系统传递率的影响.研究结果表明:水平弹簧的无量纲预压缩长度的合理区间为 (0,2).在共振区时,γ值的增大可以减小力传递率.在较高频率激励下,γ值的变化对系统隔振性能影响较弱.随着γ值减小,共振区的位移传递率急剧减小.此外,γ值的减小也会引起共振频率减小,并且使得跳跃现象消失.因此,X型准零刚度隔振器的等同约化刚度γ值是一个可以有效反映系统低频隔振效果的理想参数.     

带流体动力学阻尼的IBq方程的精确解

对带流体动力学阻尼的IBq方程进行了研究,发现虽然对Bq方程精确解的研究很多,但对IBq方程解的研究结果却很少.介绍了求解非线性演化方程的Tanh法与扩展Tanh函数法,使用符号计算软件Maple和Tanh函数法获得带流体动力学阻尼的IBq方程的大量双曲函数精确解,主要为扭结和反扭结孤立子解.对精确解中未知参数进行赋值,图解表示了部分精确解,这对于数值解的准确性和稳定性的核对是有用的.获得的结果证实该方法用于分析求解数学物理中各种非线性偏微分方程是有效的.     

一种含放大机构隔振器的动力学特性研究

利用四端铰接杆,提出一种含放大机构的新型隔振器.采用谐波平衡法获得隔振系统动态响应的解析表达式,并分别给出隔振系统的幅频响应、相频响应、绝对位移传递率、等效刚度系数和等效阻尼系数.理论计算结果与常规线性隔振器进行对比,并开展了验证试验.分析并给出系统参数对含放大机构隔振系统动态性能的影响规律.结果表明:与常规线性隔振器相比,在时域范围多频激励条件下含放大机构隔振系统惯性质量的绝对位移传递率幅值得到明显衰减;同样,在频域范围惯性质量的绝对位移传递率幅值也得到显著衰减,且谐振频率略微向高频移动;隔振系统设计参数对隔振性能均有较大影响,通过灵活调整隔振系统各设计参数可以实现不同的隔振目标.      

屈曲板型高静低动隔振器

针对船舶动力设备低频振动特点,设计一种结构简单新颖,具有准零刚度特性的屈曲板型高静低动隔振器,并加工研制出原理样机。搭建试验平台,对隔振器进行静力加载试验和振动传递率试验,对其准零刚度特性和隔振效果进行试验验证,对比分析高静低动隔振器和传统线性隔振器的隔振性能。试验结果表明,屈曲板型高静低动隔振器具有准零刚度特性,能有效降低共振频率,具有良好的低频隔振性能和较大的隔振区间,且隔振效果优于线性隔振器。     

非线性刚度振动传递路径系统灵敏度分析

针对振动传递路径系统的非线性问题,根据功率流理论、四端参数法建立振动传递路径系统的力学模型,进而得出系统的响应和功率流特性.研究当振动传递路径系统中分别存在材料非线性刚度和分段线性刚度时系统的等效刚度和隔振器导纳,并用灵敏度分析方法研究系统功率流对隔振器阻尼的灵敏度,对系统中存在材料非线性刚度和分段线性刚度时功率流的灵敏度进行分析.得出了系统特性对这些参数的敏感程度,清楚地表明了系统灵敏度的敏感区域,直观地给出了系统参数对系统功率流的贡献度,从而指导系统结构的优化.