基于“惯容—弹簧—阻尼”体系的线谱和宽带一体化隔振器结构综合

张赣波，赵 耀，陈学东

（华中科技大学a.船舶与海洋工程学院；b.机械科学与工程学院，武汉 430074）

0 引 言

机械振动是舰船隐蔽航行状态下低频线谱的主要来源，因此，亟需突破机械振动线谱治理的关键技术[1]。当前，针对线谱隔振技术的研究主要聚焦在混沌隔振和反共振隔振两个方向。混沌隔振基于“强非线性系统在混沌振动状态时具有‘线谱输入，连续宽带谱输出’的特性”这一原理实施线谱重构，将集中于线谱频率的能量分散到连续宽带频率中[2]，但还面临小能量控制、大参数范围、稳定时间、高混沌品质等技术困难和挑战[3]。反共振隔振是基于惯性力和弹性力等值反向形成反共振的原理，将线谱振动能量吸收、转移至储能元件中，最早在直升机旋翼—机身隔振中被采用[4]，隔振器型式也从最初的机械式发展为液压式[5]和液弹式[6]。文献[7]以共振转换器作为舰船推进轴系纵向振动低频线谱的反共振隔振装置，原理样机试验结果表明可有效降低共振线谱。

反共振隔振技术的关键在于引入具有两个独立、自由端点的惯性元件。具有这一动力学特性的惯性元件被定义为“惯容”[8]。其原理是通过传动机构的转换创造惯性元件发生运动耦合的条件，在转换过程中同时产生放大效应，放大惯性元件的视在惯性。目前，已开发的惯容实现结构包括齿轮齿条式、滚珠丝杠式、流体式、液压式等[8-11]，为突破传统“弹簧—阻尼”隔振器结构体系提供条件。文献[12]将惯容引入车辆悬架中，组合得到21 种悬架结构模型，采用双目标优化识别出12 种新型结构性能均优于传统悬架。……