被动式恒力缓冲装置的设计与性能研究

张春辉，汪 玉，杜俭业，温肇东

(1.海军工程大学，武汉 430033;2.海军装备研究院，北京 100161)

船舶在服役期间必然要面对接触性爆炸、非接触性爆炸及自身武器发射等带来的强冲击问题［1］。传统上船舶设计时先进行隔振设计，然后再进行抗冲击校核。按照这种思想设计的隔振器虽然可以减小设备的绝对加速度响应幅值，但却会产生较大的相对位移，有可能造成设备附属连接管系的损坏，甚至超过隔振器本身的极限变形能力［2－3］。目前，为了改善这种情况，通常在隔振系统中安装限位器，此种方法可以降低相对位移幅值，但却会引起系统的二次冲击［4］，无法得到良好的抗冲击性能。因此，对隔冲系统进行优化设计具有重要的意义。

Balandin 和 Pilkey等［5－7］针对冲击隔离的特点，提出恒定控制力为抗冲器的最优控制力，即如果抗冲器产生一个恒定的控制力，则被隔离设备的加速度将保持恒定，如果这个加速度略小于设备允许承受的最大加速度，就可以保障在设备安全的前提下，最大限度的降低相对位移。虽然该理论被提出多年，但却很少应用到实际冲击隔离装置中。文献［8］用磁流变阻尼器实现了加速度峰值的削平，但实验中发现磁流变出力对电流的饱和作用，一定程度上限制了磁流变阻尼器在大冲击载荷作用下的抗冲性能。文献［9］设计了一种半主动的电磁式干摩擦阻尼器，该设计可以提升设备的抗冲性能，但当速度较大时，摩擦表面发生粘着作用，导致摩擦系数急剧增加，限制了其使用范围。……