一类双层高静低动刚度隔振系统动力学特性和应用局限性研究

利云云　周徐斌　陈卫东　刘兴天

摘要： 高静低动刚度隔振系统低频隔振性能优越，双层隔振系统对高频振动衰减迅速。将二者结合，提出基于欧拉屈曲梁负刚度调节器的一类双层高静低动刚度隔振系统，该类双层高静低动刚度隔振系统的特点是上下层的负刚度调节器安装于同一基础。对该系统进行了静力学分析，给出了此类隔振系统的负刚度适用范围;采用积极隔振模型，建立了双层高静低动刚度隔振系统的动力学方程，并使用谐波平衡法求解了系统动力学响应，根据上下层刚度之间存在的约束关系，且上下层刚度不能同时达到准零刚度等限制条件，给出了上下层线性刚度系数的有效取值范围，围绕有效取值范围的边界讨论上下层刚度系数对系统隔振性能的影响，并将其与普通的双层线性隔振系统的隔振性能进行比较。此外，还定义了双层非线性隔振系统的力传递率，研究了外激励幅值和阻尼比的大小对动力学响应和隔振性能的影响。结果表明，上下层分别使用负刚度来获取准零刚度隔振系统带来的性能迥异，上层刚度完全线性，下层为准零刚度时系统的隔振性能最好。

关键词： 双层隔振; 动力学; 高静低动刚度; 负刚度; 传递率

中图分类号： O328    文献标志码： A    文章编号： 1004-4523（2021）02-0364-08

DOI：10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2021.02.017

引  言

无论是自然科学[1?2]还是工程应用[3?4]，都对振动环境提出了越来越高的要求[5]。近年来，高静低动刚度隔振系统，因既能提供较大的静载荷支撑能力，又具有极低的固有频率，引起国内外学者的广泛关注。……