【摘要】：振動是自然界普遍存在的現(xiàn)象。隨著科技水平的不斷進步,工程上對設(shè)備的運行狀態(tài)以及運行環(huán)境都提出了更高的要求。越來越多的精密儀器被應(yīng)用于大型工程項目中。精密儀器對低頻振動十分敏感,而傳統(tǒng)線性隔振器由于空間和穩(wěn)定性的限制,無法隔絕這些低頻振動。由于正負剛度并聯(lián)的彈簧機構(gòu)可以呈現(xiàn)較低的動剛度和較高的靜剛度,近些年來,很多研究者利用這種低動高靜隔振結(jié)構(gòu)來打破傳統(tǒng)隔振的限制,實現(xiàn)了高靜剛度低動剛度(HSLD)方面的突破。然而,目前已知的系統(tǒng)大部分為剛度硬化的幾何非線性系統(tǒng),相比于剛度軟化的幾何非線性系統(tǒng),由于跳躍現(xiàn)象的存在,硬化非線性會縮小系統(tǒng)的隔振范圍。為了削弱系統(tǒng)硬化非線性帶來的缺點,本文設(shè)計了一種擺式低動高靜隔振器,利用單擺元素的軟化非線性削弱結(jié)構(gòu)的硬化非線性,以擴大隔振范圍。本文主要的研究內(nèi)容涉及以下幾個方面:在基本準零剛度三彈簧模型的基礎(chǔ)上,引入單擺元素,設(shè)計了一種新型具有準零剛度特性的擺式低動高靜隔振器,目的是利用單擺的軟化非線性削弱原有三彈簧模型的硬化非線性。建立了擺式低動高靜隔振器的模型,設(shè)計了相關(guān)系統(tǒng)參數(shù),并推導(dǎo)建立了系統(tǒng)的動力學(xué)方程,探究了系統(tǒng)的平衡點。對系統(tǒng)進行靜態(tài)分析,首先分析系統(tǒng)的不連續(xù)現(xiàn)象以及造成的后果。推導(dǎo)了集中質(zhì)量塊的恢復(fù)力、剛度以及剛性桿的恢復(fù)力矩,論證了系統(tǒng)的穩(wěn)定準零剛度特性,并給出了準零剛度條件下系統(tǒng)的參數(shù)要求。計算了系統(tǒng)在不同剛度比下的穩(wěn)定性,并給出了在固定幾何形狀參數(shù)時的最佳剛度比。最后運用數(shù)值仿真與理論求解兩種方法對擺式低動高靜隔振器進行求解。分析了其在不同激勵頻率下的響應(yīng)曲線以及相圖曲線,探究了系統(tǒng)的非線性特征,并分析了不同參數(shù)對系統(tǒng)非線性特性的影響。對比了本系統(tǒng)與傳統(tǒng)線性被動隔振系統(tǒng)以及基本三彈簧非線性隔振系統(tǒng)的幅頻響應(yīng)曲線及傳遞率,本文的研究結(jié)果表明所設(shè)計的擺式低動高靜隔振器具有穩(wěn)定的準零剛度特性,并且其幅頻曲線的骨架曲線向左彎曲,呈現(xiàn)明顯的軟化非線性,由于跳躍現(xiàn)象的存在,相比于硬化的非線性和傳統(tǒng)的線性被動隔振,可以一定程度上的擴大系統(tǒng)的隔振范圍,對低頻隔振起到一定改善作用,具有一定的研究價值。最后對擺式低動高靜隔振器的研究進行了展望。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TB535.1

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前2條

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本文編號：2626723