一种准零刚度系统隔振性能的几何参数优化分析

• 作者: 袁屹杰 纪明 张卫国 王谭 王毅 施道云
• 来源期刊: 应用力学学报
• 关键词: 准零刚度隔振器 菱形负刚度机构 几何非线性 杆长 杆长偏差量
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 页码范围: 225-233
• 页数: 9页
• 分类号: O328
• 语种: 中文
• DOI: 10.11776/cjam.38.01.C104

摘要

提出了一种采用菱形连杆组件作为负刚度机构的准零刚度隔振器(下文简称菱形准零刚度隔振器).通过静力学分析方法,建立了菱形准零刚度隔振器数学模型,并与其他调节变量较少的隔振器模型进行了对比;以被测量曲线在隔振器平衡位置处的曲率作为评价参数,研究了负刚度机构几何参数对系统刚度、阻尼非线性的影响,推导了利用几何参数进行隔振优化的条件;采用谐波平衡法求解系统动力学方程,对隔振器在不同几何参数下的隔振性能进行了分析.结果表明:菱形准零刚度隔振器具有体积相对较小且非线性调节能力较好的特点,可通过调节杆长,或满足相关临界值条件时调节杆长偏差量(下文简称杆长差)对刚度及阻尼非线性特征进行优化;刚度与阻尼的非线性优化方向不同,但通常情况下,刚度非线性因素对隔振优化起主导作用;归一化振动相对位移小于0.1时,由刚度曲线曲率得到的临界值可以较好地作为杆长差参数的隔振优化调节依据.本文提出的非线性评价方法与几何非线性优化临界值计算方法,对于类似隔振器研究和设计具有一定的指导意义.