三元件“惯容-弹簧”反共振隔振器隔振特性分析

张赣波， 赵耀， 张晓东

(1.华中科技大学 船舶与海洋工程学院，湖北 武汉 430074； 2.海军工程大学 舰船与海洋学院，湖北 武汉 430033)

在机械振动系统中，质量(或惯量)元件是一个单端点元件，而弹簧和阻尼都是双端点元件。在“力-电流”第二类机电相似理论的统一框架下，机械振动系统也必然存在一种具有2个独立、自由端点的，与电气系统的电容严格相似的元件。具有这一性质的元件被定义为“惯容”[1]。目前已经探索出机械、液压、液力、机电等类型的惯容结构[2-4]。

惯容结构的实现为超越传统的质量、弹簧和阻尼3大振动元件的串并联组合约束关系创造可行性。基于“弹簧-阻尼”并联结构的传统隔振器存在低频和线谱隔振的技术瓶颈，这是弹簧元件“通低频、阻高频”的动力特性所决定的[5]。而惯容具有“通高频、阻低频”的特性，与弹簧元件并联组合可以构建具有反共振特性的反共振隔振器[6-8]。以往关于惯容与弹簧的组合关系研究主要集中在这一并联结构上。文献[9]分析惯容对振动系统固有频率的影响，理论推导证明在隔振器结构中并联惯容降低原振动系统的固有频率。文献[10]针对“惯容-弹簧”单级并联结构反共振隔振器的隔振特性进行分析。文献[11]在“惯容-弹簧”单级并联结构基础上串联第二级弹簧，可以改善原隔振器的隔振性能。

在“惯容-弹簧-阻尼”体系下构建反共振隔振器结构，应关注解决两方面的问题：1)反共振隔振器结构的完备性，除“惯容-弹簧”并联结构外，还存在串联或混联结构；……