拉簧构造正、负刚度并联机制的准零刚度隔振器设计

摘要

准零刚度(QZS)隔振器因优越的低频隔振能力获得广泛关注,但低频激励时实验装置中较大的阻尼将引起隔振质量无相对运动,导致低频隔振失效.为解决这一问题,采用拉伸弹簧替代压缩弹簧以减小实验装置中的阻尼,拉簧构造正、负刚度结构且并联,设计全拉簧准零刚度隔振器.静态分析推导了准零刚度条件,分析了参数影响下的准零刚度特性,可实现静态平衡点附近宽范围的准零刚度.动态分析中,采用谐波平衡法验证基于增量谐波平衡法和连续算法计算的位移传递率,在隔振频域具有较好的一致性.通过设计、装配隔振器样机,开展了动态隔振实验,同时采用ADAMS仿真分析了隔振样机的动态特性,样机实验和仿真分析的位移传递率与理论预测值具有较好的一致性.结果表明,准零刚度隔振器的起始隔振频率可达到1.5Hz,而对应无负刚度拉伸弹簧的线性隔振器起始隔振频率为6Hz,验证了拉伸弹簧构造正、负刚度并联机制的准零刚度隔振器具有优良的隔振性能.

关键词

准零刚度 / 增量谐波平衡法 / 隔振 / 传递率 / 实验