机械振动会极大影响设备的运行精度及工作寿命,为此,科研工作者采用各种方法降低其带来的损害。随着科技的发展,工作环境对振动响应的要求日益提高,传统的线性隔振器因其隔振带宽窄,刚度及质量与隔振频率难以平衡,因此在高、精、尖装备中的应用受到越来越多的限制。非线性隔振器可利用非线性恢复力的高静承载能力和低动刚度,可极大提高系统的隔振带宽,降低峰值响应,因此受到科研工作者的广泛关注与研究。考虑到非线性隔振器的诸多优点,本文主要开展永磁式非线性隔振器的理论模型及半主动阻尼控制方法研究,以实现高性能宽频带隔振。论文的工作主要包括:1.基于永磁非线性原理设计了一种新型非线性隔振器,发展了非线性隔振器的设计方法。基于安培电流模型,推导并获得了永磁体之间的永磁力模型,分析了永磁体之间距离、角度等参数对非线性永磁力的影响规律。设计了非线性永磁力的测试系统,开展了试验验证研究,试验结果较好的吻合了理论分析结果。2.开展永磁式非线性隔振器的理论建模、参数优化及试验研究。利用谐波平衡法求得了非线性隔振器传递率的解析解表达式,并进行了相应的数值仿真。设计了隔振性能试验系统,验证了永磁体周向均匀分布、周向不均匀分布及在大加速度激励情况下隔振器的隔振性能。同时通过调节永磁体极性可使系统体现硬弹簧或软弹簧特性。试验结果表明:非线性隔振器的峰值频率及响应峰值与等效线性隔振器相比分别降低了 40%和80%,试验测试结果也验证了仿真结果的正确性。3.研究了双状态(单稳态、双稳态)隔振器的动力学特性并开展了隔振特性分析。建立了双状态隔振器的动力学模型,理论上分析了两种状态下的非线性动力学特性与隔振性能。建立了双状态隔振器的试验测试系统,仿真与测试结果均表明:双稳态、单稳态隔振器均可有效提高系统的隔振性能。单稳态隔振器随激励频率的变化呈现周期振动规律。双稳态隔振器随激励位移或激励频率的变化呈现出无规律的周期或具有奇怪吸引子的混沌振动。4.基于电磁分支电路阻尼的非线性阻尼设计方法及高性能非线性隔振技术研究。建立了半主动式耦合系统的动力学模型,利用谐波平衡法推导并获得了系统的传递率表达式,以此为基础,开展了数值仿真与参数分析研究。建立了半主动式隔振器的试验测试系统,仿真与试验结果均表明,半主动非线性隔振器可进一步提高永磁式非线性隔振器的隔振性能,并可消除非线性隔振器的“跳跃”现象。5.研究了永磁式非线性隔振器的抗冲击特性。建立了系统的耦合模型,给出了三种冲击隔振性能指标,冲击加速度比,冲击位移比及相对位移比,并进行了相应的数值仿真分析。建立了半主动式冲击隔振器的试验测试系统,结果表明,负电阻电磁分支电路阻尼的非线性冲击隔振器对冲击位移比和相对位移比两项指标的冲击隔振性能提升明显。本论文建立了一种永磁式非线性隔振器的设计方法、理论分析方法、试验方法,并研究了基于电磁分支电路阻尼的半主动非线性阻尼设计方法。研究结果表明,永磁式非线性隔振器可极大提高隔振性能,拓宽隔振带宽。半主动式阻尼可进一步抑制非线性隔振器的峰值响应,避免“跳跃”现象的发生,提高系统的稳定性。半主动式非线性隔振器具有良好的抗冲击特性。研究成果为振动控制领域提供了一种新的隔振方法。