摘要：低频振动衰减速度慢难以控制,严重影响高端装备的精度、稳定性和可靠性.线性隔振器因承载能力和隔振频带之间的固有矛盾无法有效隔离低频振动.因此,可通过引入非线性获得等效负刚度和非线性刚度构建准零刚度隔振器,以实现低频隔振.折纸结构具有双稳态、负泊松比和负刚度等独特的力学特性,近年来得到了广泛关注.受堆叠三浦折纸(stacked Miura-ori,SMO)启发,提出了一种新型SMO隔振器,由SMO结构和线性弹簧并联构成.基于能量法推导了SMO结构的势能方程,获得了竖直方向的力-位移关系,揭示了SMO结构大行程负刚度机理.研究了无应力条件下不同初始角和折痕刚度比对SMO隔振器的恢复力的影响规律,阐明了SMO隔振器非线性刚度调节机制.建立了SMO隔振器的理论模型,基于谐波平衡法推导了位移传递率.通过数值仿真研究了不同负载下的低频隔振性能.最后研制了SMO隔振器的原理样机,试验验证了SMO隔振器的恢复力和低频隔振性能.结果表明,折纸隔振器峰值频率可低至1.52 Hz,最小峰值传递率为1.29.本研究为低频折纸隔振结构的设计提供了一种新思路.

摘要：抑制舰船动力设备的低频振动是一个热点问题。利用斜置式惯容结构获得非线性特性,并将其与经典ISD(inerter-spring-damper)隔振器相结合,构造一种复合式非线性低频隔振(CNI)系统。基于谐波平衡法对谐波激励下隔振系统的稳态响应及力传递率进行分析,研究惯质比和弹簧刚度对于隔振效果的影响,并与经典ISD隔振器及经典QZS(quasi-zero stiffness)隔振器进行对比。结果表明,该复合式非线性低频隔振器拥有更宽的隔振频带及更优的力传递性,这些发现能够为舰船低频隔振器的设计提供新的思路。

摘要：声学超材料独特的亚波长带隙特性使其在船舶工业低频减振降噪领域呈现广泛的潜在应用价值。针对船舶机械设备低频振动和噪声控制问题,采用Solid-Shell多物理场耦合有限元法研究局域共振船体板架超结构弯曲波传播特性,分析船体板架超结构弯曲波带隙机理与减振特性,研究局域共振子的宽度与高度、面板厚度对弯曲波带隙特性与减振特性的影响。研究结果表明,相比典型船体板架结构及阻振质量船体板架结构,局域共振船体板架超结构在低频范围内存在弯曲波带隙,显示出优良的低频隔振性能,可以有效隔离船舶机械设备低频振动激励源。

摘要：基于仿生学的思想,通过模仿生物系统的结构几何构成特性,创新优化隔振模型是当今隔振领域的热门问题.本文基于仿生灵感来源的不同,对现有的仿生隔振器进行了系统的分类,并对不同设计原理的仿生隔振器恢复力本构与隔振性能做了详细的阐述和对比,旨在通过隔振器隔振频带的横向对比厘清几何构型与可调参数的影响,以此厘清隔振器几何设计和隔振性能的关系.并且,本文展望了未来仿生隔振器的发展前景和研究方向.

摘要：为提升浮筏隔振系统的低频隔振性能,提出在筏架表面周期布置局域共振元胞的设计方法,构建局域共振浮筏隔振系统的动力学模型,以系统的输出功率流为评价指标,分析共振元胞对单频和多频振动激励下浮筏隔振系统低频隔振性能的影响.研究表明,在附加振子质量小于筏架质量10%的前提下,能够降低系统的输出功率流幅值30%左右;共振元胞中含不同固有频率的振子时,可以同时降低多个频率处系统的输出功率流.研究结果可为采用局域共振结构提升浮筏隔振系统低频隔振性能提供理论指导.

摘要：基于凸轮-滚子结构设计一种多自由度非线性准零刚度低频隔振装置。通过静力学特性计算,结合横向刚度计算理论,得到系统在多个自由度上实现准零刚度的参数条件。利用谐波平衡法分析了系统动力学特性,得出系统力传递率,并分析了预压、阻尼比及激励力对系统振动传递率的影响。为验证准零刚度系统隔振性能,搭建隔振测试系统,试验结果表明,相较于传统线性隔振系统,多自由度隔振系统在竖直方向上起始隔振频率从6.7 Hz降低至3.5 Hz,隔振效率最大提升约84.3%;水平方向上起始隔振频率从6.0 Hz降低至4.0 Hz,隔振效率最大提升约45.0%;在10.0 Hz以下,多自由度隔振系统的振动传递率远小于线性隔振系统。

摘要：针对低频隔振问题,基于动力反共振原理设计加工了一种双层液压式动力反共振隔振器。建立了液压式动力反共振隔振器模型,研究了双层液压式隔振器隔振性能和隔振频率的影响因素,加工了液压式隔振器原理样机并进行了扫频试验。研究结果表明:叠加方式能显著影响第二个共振点的位置,进而影响隔振效果;相比于单频动力反共振隔振器,通过叠加而成的双层隔振器可以通过调节参数显著提高隔振性能与隔振带宽。

摘要：将3对线性弹簧装置并联组合,建立一类准零刚度隔振系统的分段非线性动力学模型。对隔振系统模型进行一系列静态分析,确保了隔振系统模型产生准零刚度特性的条件,并考虑外界误差对隔振系统的影响,给定系统参数范围。利用谐波平衡法求解动力学方程,确定系统动态特性,从而分析出系统受阻尼与幅频响应等影响,对参数控制变量,并与传统线性隔振的力传递率对比。结果表明:该准零刚度隔振系统模型在低频隔振性能上优于线性系统。

摘要：针对传统的线性隔振系统,提出一种由永磁铁与拉伸弹簧组合而成的新型准零刚度隔振系统,设计用于光栅刻划机等精密设备的低频或超低频隔振。首先,建立系统的静力学模型,求出该系统满足准零刚度所需条件,分析各结构参数对隔振性能的影响;其次,通过对准零刚度隔振系统模型的动力学分析,建立该系统在简谐力激励下的非线性动力学方程,通过谐波平衡法求出系统力传递率,分析了系统中阻尼比、立方非线性项、外部干扰幅值对系统力传递率的影响;最后,与传统的线性隔振系统进行对比,验证了该新型准零刚度系统的可行性。

摘要：为提高低成本新能源两座汽车在受到低频段外部激励时的隔振性能,基于准零刚度原理,并在麦弗逊悬架的基础上,设计一种新型准零刚度悬架。该新型悬架利用膜片碟簧的变刚度特性,采用对合膜片碟簧组与螺旋弹簧串联的结构形式并对其静力学特性进行分析,结果表明此结构能有效降低系统的刚度,在到一定条件下能具有准零刚度特性。建立1/4汽车悬架垂直振动动力学模型,得到其状态空间方程,在MATLAB/Simulink中进行仿真,利用定步长的Runge-Kutta法对方程进行求解,得到准零刚度悬架系统的时频特性曲线和RMS值,并与等效线性悬架系统进行对比,结果表明在低频段准零刚度悬架系统隔振效果相对传统线性悬架有所提升。