CRSM準零剛度隔振器的非線性隔振特性及實驗研究.pdf

1、本文首先建立了一類含滾輪-凸輪-彈簧負剛度機構(CRSM)的準零剛度隔振系統(tǒng)的分段非線性靜、動力學模型，利用平均法對系統(tǒng)分別在簡諧激勵力和基礎激勵作用下的動力學特性進行了理論分析，得到了系統(tǒng)主共振響應的一次近似解析解。利用數(shù)值方法對動力學方程求解，驗證了平均法求解此類分段非線性動力學問題的有效性。進一步，討論了激勵幅值、阻尼對系統(tǒng)響應的影響，利用力傳遞率和位移傳遞率評估了隔振系統(tǒng)的隔振性能。結果表明，激勵幅值和阻尼對系統(tǒng)響應具有顯著影響

2、。激勵幅值較小時，準零剛度隔振系統(tǒng)的隔振性能明顯優(yōu)于相應的線性系統(tǒng)；而隨著激勵幅值增大，隔振性能變差，但最多與線性系統(tǒng)相當，而不會變得更差，此特征優(yōu)于傳統(tǒng)準零剛度隔振系統(tǒng)。
　　其次，建立了雙層CRSM準零剛度隔振系統(tǒng)的分段非線性動力學模型，利用平均法對非線性動力學方程求解，得到了力傳遞率的解析解，并將其用作評價系統(tǒng)隔振性能的指標。結果表明，雙層CRSM準零剛度隔振系統(tǒng)既具有良好的低頻隔振性能，又具有較寬的隔振頻帶。進一步討論了雙

3、層準零剛度隔振系統(tǒng)上下層隔振器質量比、剛度比以及阻尼比對系統(tǒng)隔振性能的影響。結果表明，在上層配置較大阻尼，可有效抑制共振和拓寬有效隔振頻域，同時保證較高的隔振效率。
　　最后，設計制造了單層CRSM準零剛度隔振器的試驗樣機，對其動力學特性和隔振性能進行了試驗研究。測定了不同工況下的力傳遞率，并與相應的線性系統(tǒng)進行了對比，結果表明：通過引入凸輪-滾輪負剛度機構，有效降低了起始隔振頻率，抑制了共振，提高了隔振效果；凸輪-滾輪在保持接觸