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机械振动的来源众多,包括外界干扰力、机械设备自身产生的振动,其危害严重,降低机械加工精度、损坏机械设备、造成环境噪声污染、甚至危及操作人员的生命安全。针对线性隔振器对于低频和超低频振动隔离效果较差的难题,深入开展非线性隔振系统的隔振性能研究,是消除机械振动危害的关键。本文根据正负刚度并联隔振原理,开展准零刚度隔振系统的静态特性、动态特性、隔振性能及隔振实验研究。首先,建立准零刚度隔振系统的动力学模型。然后,基于平均法,进行准零刚度隔振系统动力学特性的理论分析与数值仿真研究。最后,开展准零刚度隔振系统的动力学优化和实验研究。论文主要内容包括:(1)准零刚度隔振器模型及其静态特性分析。详细论述正负刚度并联隔振原理,通过静力分析,研究力学参数与系统刚度之间的关系,得出了零刚度条件。采用泰勒公式将回复力-位移表达式进行展开,通过误差定量分析得出,在小位移范围x(27)0.2内,采用近似表达式代替精确表达式的误差率低于1.76%。(2)准零刚度隔振系统的动态特性与隔振性能研究。建立了准零刚度隔振系统的动力学方程,基于平均法,理论推导了系统动态响应和传递率解析式,运用龙格-库塔法对推导过程和结果进行验证。数值分析了非线性系数、激励幅值、竖直阻尼和水平阻尼对系统动力学特性的影响,并与等效的线性系统进行比较。结果表明,准零刚度隔振系统的传递率峰值和起始隔振频率都更小,竖直阻尼比为0.01时,较之线性系统,准零刚度系统力传递率峰值降低49.0%,绝对位移传递率峰值降低55.7%,力和位移激励下,起始隔振频率分别减小79.7%和74.8%。(3)基于动力吸振原理的准零刚度隔振器动力学优化研究。建立了耦合系统的动力学模型,运用平均法推导出动态响应解析解和力传递率表达式。数值分析了吸振器的质量、刚度和阻尼对系统动态响应和力传递率的影响规律。研究发现当激励频率等于吸振器固有频率时,主系统振幅急剧下降,最低降至2×10-4,因此,合理设计吸振器的固有频率,可显著抑制主系统振动强度。(4)准零刚度隔振器的实验研究。搭建实验平台,开展准零刚度隔振系统和耦合系统的动力学特性实验研究。实验结果表明,当激励加速度由3.0g减小至2.0g时,准零刚度隔振系统的起始隔振频率由13 Hz降低为6 Hz,隔振频带宽扩大;对于脉宽小于10 ms、加速度小于13.0g的半正弦冲击,以及加速度为2.0g、频率为30 Hz和50 Hz的正弦波激励,准零刚度隔振系统均具有良好的隔振缓冲性能。耦合系统的动态响应实验证实了引入动力吸振器可减小主系统在一定频域内的振幅,进一步改善准零刚度隔振器的隔振性能。