双层负刚度隔振系统低频性能优化及舒适性评价研究

摘要

车辆、船舶、航空器等载运工具座椅的低频振动严重影响乘员舒适性与健康,搭载的精密仪器也需有效隔离微幅振动以保障其工作精度,传统线性隔振系统在低频段性能有限,难以满足高舒适性与高精度隔振需求.负刚度结构通过几何非线性实现高静刚度与低动刚度,可显著改善低频隔振性能.针对单层负刚度系统在抑制振动二次传递方面的不足,设计了一种双层负刚度隔振系统.基于谐波平衡法推导系统动力学方程,并通过数值方法验证解析结果的准确性.参数分析表明,系统在低频隔振性能上全面优于传统线性系统;在此基础上提出了基于加速度传递率峰值控制的精密设备隔振性能评价指标,以及考虑加权传递率均值的人体舒适度指标.研究结果可为载运工具座椅与精密仪器低频隔振新型系统设计提供理论依据与舒适性评价方法.

关键词

负刚度 / 舒适性评价 / 低频隔振 / 传递率 / 谐波平衡法