原创《屈曲板型准零刚度隔振器设计和特性分析》：关于免费刚度论文范文在这里免费下载与阅读,为您的刚度相关论文写作提供资料。
收稿日期：20131103
基金项目：国家自然科学基金资助项目（11072075,11102026）；湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室自主课题资助项目（71075004）
作者简介：徐道临（1958-）,男,浙江宁波人,湖南大学教授,博士生导师
通讯联系人,Email：dlxu@hnu.edu.cn
摘 要：设计一款屈曲板型准零刚度隔振器,该隔振器由竖直的橡胶垫和屈曲的弹簧钢板组合而成.为便于分析该隔振器的刚度特性,基于Abaqus软件分析和Matlab拟合给出力和位移的近似表达式.通过理论分析,给出该系统出现准零刚度时,竖直橡胶垫需满足的刚度条件.依据谐波平衡法研究了阻尼对系统动力学特性的影响,得到了系统的力传递率,并对其隔振性能进行了评估.结果表明,屈曲板型准零刚度隔振器能够显著提高低频段的隔振效率；在适当的阻尼情况下,该准零刚度隔振系统没有共振问题.
关键词：准零刚度；屈曲板；振动分析；低频隔振
中图分类号：O322；O328文献标识码：A
Design and Characteristic Analysis of a Buckling Plate
Vibration Isolator with Quasizerostiffness
XU Daolin,CHENG Chuanwang, ZHOU Jiaxi
（State Key Laboratory of Advanced Design and Manufacturing for Vehicle Body, Hunan Univ, Changsha, Hunan410082, China）
Abstract：This paper presented the prototype of a buckling plate vibration isolator with the propitious characteristic of quasizero stiffness （QZS）. The isolator was devised by combining a rubber pad with a buckling steel plate. To facilitate the analysis of the characteristics of the QZS isolator, an approximate expression of force and displacement was formulated on the basis of Abaqus analysis and Matlab tool. Analytical result reveals the stiffness criterion of the supporting rubber for the QZS system. The force transmissibility of the vibration isolation systems was derived in the harmonic balance method （HB）, and the effects of the damping were investigated for the performance evaluation of the systems. The results show that the QZS isolator can outperform the linear system in low frequency domain, and there is no involvement of resonance when damping is set properly.
Key words：quasizerostiffness（QZS）；buckling of the plate；vibration analysis；lowfrequency vibration isolation
众所周知,大多工程应用上的产品都受到了振动的破坏和影响[1].使用被动的减振器是我们常采用的减振方法[2].减振系统发挥作用的前提条件是,外界的激扰频率必须大于系统2倍固有频率[1-2].由于隔振系统的固有频率和弹簧的刚度成正比,所以弹簧的刚度越小,隔振系统的固有频率也就越小,隔振频带被拓宽,但同时会带来很大的静位移,使得隔振系统容易不稳定[3-4].近几十年来,人们尝试用一种QZS隔振系统来解决这个弊端[5].QZS系统具有较低的动态刚度和较高的静态刚度的特性,在静平衡位置处的动刚度为零[1-2,6],满足系统低的静位移和低的固有频率的特性.
实现QZS特性通常是并联正刚度和负刚度机构.准零刚度隔振系统的经典设计形式是用两根对称倾斜的弹簧和竖直线性弹簧组合来实现[1-2,6].其他的形式包括周加喜等[7]利用4根斜弹簧和一根竖直弹簧组合.徐道临等[8]采用气动式可调弹簧来设计QZS系统.Platus等[9]利用弹簧和受轴压的梁进行组合设计.使用正倒摆并联[10]；利用具有软弹簧特性的高度变形的挤压环[11-12].Carrella等[13-15]使用磁力弹簧的特性来设计QZS系统.徐道临等[16]使用磁性弹簧制作QZS系统,并用试验证明其具有良好的低频隔振效果.
综合以上隔振器的设计特点,本文提出一种新颖的QZS隔振系统设计方案,该QZS隔振系统由一块屈曲的弹簧钢板（负刚度）和一块竖直橡胶垫（正刚度）组成.另外,屈曲的弹簧钢板和橡胶垫之间装配简单,结构紧凑,可调节,使用方便.
本文将给出该新型隔振系统的详细设计方案.首先,基于Abaqus软件分析和Matlab仿真,给出QZS隔振系统力和位移的近似表达式和系统的刚度曲线.其次,通过理论计算,找出系统准零刚度的特性出现时,竖直橡胶垫需满足的关系.最后,利用谐波平衡法,对其进行动力学分析,给出力传递率近似解析表达式,根据阻尼比对传递率的影响,评估系统的隔振性能.
刚度论文参考资料：
结论：屈曲板型准零刚度隔振器设计和特性分析为关于本文可作为相关专业刚度论文写作研究的大学硕士与本科毕业论文刚度定义论文开题报告范文和职称论文参考文献资料。
