正負剛度并聯(lián)準零剛度隔振系統(tǒng)的研究.pdf

1、針對精密超精密加工和測量中低頻（頻率小于2Hz）干擾的隔振會遇到靜變形過大和失穩(wěn)等問題，使得低頻隔振成為隔振系統(tǒng)設計的一大難題。本課題采用正負剛度并聯(lián)的結構，設計并驗證了一種具有高靜低動剛度特性的非線性隔振器。
　　建立了高靜低動剛度隔振系統(tǒng)的數(shù)學模型，對負剛度結構及組合系統(tǒng)的力-位移特性進行了深入分析，求解了系統(tǒng)的準零剛度條件，并將剛度漸硬特性系統(tǒng)、剛度漸軟特性系統(tǒng)與該組合系統(tǒng)進行了對比。
　　分析了該系統(tǒng)在簡諧激勵下的動

2、力學特性，利用諧波平衡法求得了系統(tǒng)的幅頻特性方程，分析了系統(tǒng)各參數(shù)對幅頻特性的影響；由于系統(tǒng)為非線性，系統(tǒng)的幅頻特性曲線出現(xiàn)了跳躍現(xiàn)象，為此求解了周期解穩(wěn)定的條件，并近似計算了在較小激振力下，系統(tǒng)表現(xiàn)出剛度漸硬特性時的向上向下跳躍頻率的表達式和跳躍現(xiàn)象消失時的臨界阻尼比；設計的系統(tǒng)在較小位移時表現(xiàn)出剛度漸硬的特性，在較大位移時同時表現(xiàn)出剛度漸硬和剛度漸軟的特性；通過與其線性系統(tǒng)對比，得出在合適的參數(shù)下高靜低動剛度系統(tǒng)具更大的隔振區(qū)間和更

3、小的力傳遞率和位移傳遞率；由于系統(tǒng)在靜平衡位置處對載荷變化比較敏感，為此討論了過載對隔振系統(tǒng)動態(tài)特性的影響。
　　使用數(shù)值計算的方法得出系統(tǒng)的相圖、龐加萊截面圖和分岔圖，討論參數(shù)變化所引起的分岔和混沌特性。根據(jù)最大李雅普諾夫指數(shù)的正負判斷系統(tǒng)是否處于混沌，利用隨機相位和弱周期信號控制的方法，有效消除了系統(tǒng)的混沌。
　　設計了隔振系統(tǒng)的實驗平臺。在振動臺上進行了位移傳遞率實驗，測試了準零剛度系統(tǒng)和線性彈簧的位移傳遞率。準零剛度