碟形橡胶准零隔振器的设计与特性分析

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1、学校代号10532学号S12021136分类号TB123密级公开硕士学位论文碟形橡胶准零隔振器的设计与特性分析学位申请人姓名周杰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学科专业机械工程研究方向机械振动论文提交日期2015年5月10日学校代号：10532学号：S12021136密级：公开湖南大学硕士学位论文碟形橡胶准零隔振器的设计与特性分析学位申请人姓名：周杰导师姓名及职称：徐道临教授培养单位：机械与运载工程学院专业名称：机械工程论文提交日期：2015年5月10日论文答辩日期：2015年5月28日答辩委员会主席

2、：邹伟生教授DesignandAnalysisofaDiscRubberVibrationIsolatorwithQuasi-zero-stiffnessCharacteristicbyZHOUJieB.E.(HunanUniversity)2012AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinMechanicalEngineeringintheGraduateSchoolofHunanU

3、niversitySupervisorProfessorXUDaolinMay,2015湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈《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。除了文中特别加标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出電要贡。献的个人和集体，均已在文中明确方式标明本人完全意识到木声明的法律后果山本人承担。作荐签名；；日期｝／／／年月日＿＾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、化用学位论文的

4、规定，同总学校保留并向岡家巧关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被査阅和借阅。本人授权湖商乂学将本学位论文的全部或部分内容编入有关数掘库进巧检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等狂制手段保巧和汇编本学位论文。本学化论文厲于１、□。保密，在年解密后适用本授权书２、不保密囚。＂Ｖ请巧Ｗ上相两方框肉打）（作冉签名：巧ｉ柬Ｈ期：２＾（Ｔ年ｒ月非□：口期曰导师签名；年月。於娘＿＾＾准零刚度隔振器的特性分析及实验研究摘要隔振降噪是一个长期被关注而重要的研究领域。线性隔振理论的研

5、究已经趋于完善，并得到广泛的工程应用。由于线性隔振系统受限于隔振频率必须大于其固有频率2倍时才能发挥功效，因此对于低频隔振问题，人们积极探索非线性隔振解决方案。本文基于准零刚度概念和形成原理，提出了一种新型的碟形橡胶准零刚度隔振器的设计。准零刚度隔振器是由负刚度元件碟形橡胶(内含钢材料的筋)与正刚度元件竖直橡胶柱并联组合而成，具有低频隔振的特性。设计准零刚度隔振器的关键步骤是获得正、负刚度的完美匹配，达到平衡点处的零刚度特性。借助Abaqus有限元仿真分析，设计了符合负刚度条件的加筋碟形橡胶模型，提出了微凸面的加筋方法

6、并数值分析了设计的可行性。进一步应用Abaqus有限元方法，分析了正刚度橡胶原件的设计模型。经过反复修正模型设计参数，得到了正、负刚度匹配的碟形橡胶准零刚度模型。通过Abaqus分析，获得模型的力与位移曲线和刚度曲线。通过两种方法可界定该模型系统的隔振特性曲线。方法一是将Abaqus的力与位移的关系拟合成一个近似的非线性替代模型，并建立隔振系统的动力学方程，通过Matlab仿真得到系统的力传递率曲线，讨论其阻尼、刚度、和激振力幅值对准零刚度隔振系统的影响；方法二是在Abaqus有限元模型基础上，继续通过Abaqus进行

7、动力学仿真分析，通过采集不同激励频率下的系统响应得到系统的力传递率。这两种方法都证实了碟形橡胶准零刚度系统具有低动刚度、高静刚度的特点，可实现低频隔振。与相同条件下的线性隔振比较，不仅拓宽了隔振频带，还降低了共振频率和峰值。设计制造了膜片弹簧准零刚度隔振器的实验样机，搭建了测试平台，对膜片弹簧准零刚度隔振器进行了静力学实验，获得了力与位移关系曲线，证实了隔振器的准零刚度特性。动态实验数据证实了准零刚度隔振器比线性隔振器有更好的隔振效果。关键词：准零刚度；碟形橡胶；隔振器；低频隔振II硕士学位论文AbstractVibr

8、ationandnoisereductionisoneofthemostimportantresearchareasnowadaysinwhichlinearvibrationisolationtheoryishull-fledgedandhaswideapplicationsinengineering.Accordingtocl