新型超低频非线性隔振器的特性及频响特性研究

本文主要探讨了"新型低频隔振器的特性研究"，发表于2012年的《振动与冲击》期刊第31卷第5期，由刘兴天、张志谊和华宏星三位作者共同完成，他们隶属于上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室。该研究的核心内容是设计了一种创新的超低频非线性隔振系统，通过将负刚度的刀口支撑滑动梁与正刚度的线性弹簧并联，构建出一个非线性动态结构。 首先，作者分析了这种新型隔振器的静态力学特性，详细阐述了系统的力-位移关系以及刚度曲线，显示出其明显的非线性特征。他们着重研究了系统在接近动态零刚度条件下的参数配置，这是设计的关键环节，因为它直接影响到隔振器的性能表现。通过实际应用的考虑，他们确定了系统的稳定工作平衡点。 接着，文章深入探讨了隔振器的非线性动力学模型，构建了系统的动力学方程。为了处理复杂的非线性行为，作者对方程进行了简化，并采用谐波平衡法来求解Helmholtz-Duffing方程的响应。这一部分揭示了系统对激励信号的响应特性：在小幅度激励下，系统表现出渐软特性，意味着随着输入频率的降低，振动减缓；然而，当激励幅值增大时，系统会经历一次二次跳变，即从相对软的特性突然转变为硬特性，这是由于非线性效应的作用。 最后，这项研究对新型低频隔振器的设计提供了重要的理论依据，这对于减小振动噪声、保护敏感设备免受高频冲击，特别是在工业设备如重型机械和精密仪器中的应用具有重要意义。通过理解和优化这种非线性隔振器的工作原理，可以提高设备运行的稳定性和舒适性，同时也有助于提升整个系统的整体性能。