气动准零刚度隔振器的分析与设计

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1、学校代号10532学号S1502W0239分类号TH122密级公开工程硕士学位论文气动准零刚度隔振器的分析与设计学位申请人姓名郝鹏飞培养单位机械与运载工程学院导师姓名及职称徐道临教授、莫学明高级工程师学科专业车辆工程研究方向机械振动论文提交日期2018年4月23日学校代号：10532学号：S1502W0239密级：公开湖南大学工程硕士学位论文气动准零刚度隔振器的分析与设计学位申请人姓名：郝鹏飞导师姓名及职称：徐道临教授、莫学明高级工程师培养单位：机械与运载工程学院专业名称：车辆工程论文提交日期：2018年4月23日论文答辩日期：

2、2018年5月24日答辩委员会主席：程军圣教授AnalysisandDesignofaPneumaticQuasi-zeroStiffnessIsolatorbyHaoPengfeiB.E.(WuhanTextileUniversity)2012AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinVehicleEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversityS

3、upervisorProfessorXUDaolinSeniorEngineerMOXuemingMay，2018气动准零刚度隔振器的分析与设计摘要在减振降噪领域，低频隔振向来是一个理论和工程难题。低频隔振技术具有广阔的工业应用前景。准零刚度隔振技术是近年来兴起的低频隔振技术。通过正负刚度元件并联组合，准零刚度隔振技术可实现高的静刚度和低的动刚度特性。高静刚度解决系统稳定性问题，低动刚度解决低频隔振问题。本文提出并设计了一款新型的气动准零刚度隔振器，结合气囊与准零刚度机构的优良隔振性能，实现低频隔振技术。本文主要内容如下：1、基

4、于准零刚度原理，采用碟形弹簧（负刚度）和螺旋弹簧（正刚度）的结构组合，设计了侧壁准零刚度装置。同时，采用气囊隔振原理，设计了气囊承重平台和气室，并通过密闭气膜与侧壁准零刚度装置连接，实现气动准零刚度隔振技术。隔振器具有设计紧凑、承载能力强、低频隔振的优异性能，可适用于工程应用。2、建立了气动准零刚度隔振器的理论分析模型。首先针对侧壁准零刚度装置进行了静力学分析，研究碟形弹簧和螺旋弹簧组合的力-位移和刚度-位移关系，获得隔振器的准零刚度条件。分析了准零刚度装置的主要结构参数变化对系统的刚度影响。3、建立了气动准零刚度隔振系统动力学

5、模型，采用谐波平衡法求解气动准零刚度隔振系统的幅频响应特性函数。进一步分析隔振系统的力传递率，与相应的线性系统对比，数值仿真结果揭示了气动准零刚度隔振器优异的低频隔振性能。4、分析了隔振系统参数对隔振性能的影响，包括激励力幅值、阻尼比、回复力刚度系数等对幅频响应特性和力传递率的影响。相应的理论和数值计算研究为气动准零刚度隔振器的优化设计提供了重要参考依据。关键词：低频隔振；高静低动；气动准零刚度；碟形弹簧；力传递率II工程硕士学位论文AbstractInthefieldofvibrationandnoisereduction,l

6、ow-frequencyvibrationisolationhasalwaysbeenatheoreticalandengineeringproblem.Low-frequencyvibrationisolationtechnologyhasbroadprospectsforindustrialapplications.Quasi-zero-stiffness(QZS)vibrationisolationtechnologyisalow-frequencyvibrationisolationtechnologythathasem

7、ergedinrecentyears.Bycombiningthepositiveandnegativestiffnesselementsinparallel,theQZSvibrationisolationtechnologycanachievehighstaticstiffnessandlowdynamicstiffnesscharacteristics.Thehighstaticstiffnesssolvestheproblemofsystemstability,andthelowdynamicstiffnesssolve

8、stheproblemoflowfrequencyvibrationisolation.Inthispaper,anewtypeofpneumaticquasi-zerostiffness(PQZS)vibrationisolatorisproposedandd