准零刚度隔振器的特性分析及实验研究

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1、OnAnalyticalandExperimentalAssessmentofQuai··Zero--StiffnessIsolatorbyZHANGYueyingB．E．(HenanUniversityofTechnology)2010AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringlnMechanicalEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUn

2、iversitySupervisorProfessorXUDaolinApril，2013湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：旅月英日期：Ⅻ／乡年口岁月埘El学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学

3、校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于l、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密囹。(请在以上相应方框内打“√”)日期：列／弓年oJ-月W日El期：力刃弓年f月o∥日准零刚度隔振器的特性分析及实验研究摘要本文从工程实际背景出发，针对现阶段面临的低频隔振难题，在有关非线性隔振系统设计理论的基础上，设计并验证了一种准零刚度隔振器。这

4、种新型隔振器，由正负刚度并联组合得到，在静平衡位置具有零刚度特性，在小振幅范围内具有高静刚度低动刚度特性，保证了整个系统承载能力强以及固有频率低的特性，具有良好的隔振效果。具体来说，本文主要内容分以下几个方面：1、首先建立了准零刚度系统的数学模型，对系统参数与零刚度条件之间的关系做了深入的分析；简化了系统的力．位移关系并对此带来的误差进行了量化分析；确定了使系统工作在平衡位置的静载质量，并讨论了系统参数对静载质量的影响。2、分析了简谐激励作用下准零刚度隔振系统的动力学特性。建立了系统的动力学模型，推导出了系统

5、的运动方程，该方程可以用达芬(Duffing)方程来描述；应用谐波平衡法求解了系统的运动方程，分析了系统可能会出现的分岔及跳跃现象；通过与相应的线性系统(拆除了倾斜弹簧结构的系统)比较，发现在合适的激励条件下准零刚度隔振系统可以具有较低的共振频率和较大的隔振频率区间，同时该系统具有更小的力传递率和位移传递率，更适合于低频隔振。3、在振动实验台上测试了准零刚度系统与线性系统的力传递率。通过对比实验结果可知，设计的准零刚度隔振器可减小系统的固有频率，从而扩大了系统的隔振区间，实现了低频或超低频隔振。另外，在实验中

6、观察到，准零刚度隔振系统的隔振性能依赖于振动幅值，只有在一定的大振幅振动状态下，准零刚度系统才能表现出其优良的隔振性能。虽然这一发现可能会限制准零刚度隔振系统在工程实际中的应用范围，但总的来说，准零刚度系统仍然是一种性能优良的低频隔振器，尤其是当大位移振动出现的时候。关键词：准零刚度；低频隔振；隔振器；传递率II硕士学位论文AbstractOnthebasisofpracticalengineeringanddesigntheoryofthenonlinearvibrationisolationsystem，

7、aquasi-zero-stiffness(QZS)isolatorisputforwardasasolutionforthelow-frequencyvibrationisolation．Bythepositiveandcombination，thisnewtypeisolatorhasthecharacteristic0negativestiffnessparallelfhigh··static·-low--dynamicstiffnessneartheequilibrium，whichmakesthes

8、ystempossesshighloadcapacityandlownaturalfrequencyandthusgoodvibrationisolationperformance．Specifically，themaincontentofthispaperisasfollows：1．Firstly，themathematicalmodelisprovidedforexaminingthechara