本文關鍵詞：碟形橡膠準零隔振器的設計與特性分析

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【摘要】：隔振降噪是一個長期被關注而重要的研究領域。線性隔振理論的研究已經(jīng)趨于完善,并得到廣泛的工程應用。由于線性隔振系統(tǒng)受限于隔振頻率必須大于其固有頻率2倍時才能發(fā)揮功效,因此對于低頻隔振問題,人們積極探索非線性隔振解決方案。本文基于準零剛度概念和形成原理,提出了一種新型的碟形橡膠準零剛度隔振器的設計。準零剛度隔振器是由負剛度元件碟形橡膠(內(nèi)含鋼材料的筋)與正剛度元件豎直橡膠柱并聯(lián)組合而成,具有低頻隔振的特性。設計準零剛度隔振器的關鍵步驟是獲得正、負剛度的完美匹配,達到平衡點處的零剛度特性。借助Abaqus有限元仿真分析,設計了符合負剛度條件的加筋碟形橡膠模型,提出了微凸面的加筋方法并數(shù)值分析了設計的可行性。進一步應用Abaqus有限元方法,分析了正剛度橡膠原件的設計模型。經(jīng)過反復修正模型設計參數(shù),得到了正、負剛度匹配的碟形橡膠準零剛度模型。通過Abaqus分析,獲得模型的力與位移曲線和剛度曲線。通過兩種方法可界定該模型系統(tǒng)的隔振特性曲線。方法一是將Abaqus的力與位移的關系擬合成一個近似的非線性替代模型,并建立隔振系統(tǒng)的動力學方程,通過Matlab仿真得到系統(tǒng)的力傳遞率曲線,討論其阻尼、剛度、和激振力幅值對準零剛度隔振系統(tǒng)的影響;方法二是在Abaqus有限元模型基礎上,繼續(xù)通過Abaqus進行動力學仿真分析,通過采集不同激勵頻率下的系統(tǒng)響應得到系統(tǒng)的力傳遞率。這兩種方法都證實了碟形橡膠準零剛度系統(tǒng)具有低動剛度、高靜剛度的特點,可實現(xiàn)低頻隔振。與相同條件下的線性隔振比較,不僅拓寬了隔振頻帶,還降低了共振頻率和峰值。設計制造了膜片彈簧準零剛度隔振器的實驗樣機,搭建了測試平臺,對膜片彈簧準零剛度隔振器進行了靜力學實驗,獲得了力與位移關系曲線,證實了隔振器的準零剛度特性。動態(tài)實驗數(shù)據(jù)證實了準零剛度隔振器比線性隔振器有更好的隔振效果。
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB535.1

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本文編號：1223863