3D振动隔离：基于几何非线性的准零刚度技术

"这篇研究论文提出了一种新颖的三维准零刚度（QZS）振动隔离器，它采用对称剪刀状结构（SLS）处理水平方向的振动，并结合传统的垂直安装的正刚度弹簧-质量-阻尼系统。通过数学建模，论文表明由于SLS内部的非线性几何关系，该系统的刚度和阻尼性质具有非线性特征。" 这篇研究主要关注的是多方向振动隔离技术，特别是在利用几何非线性实现准零刚度特性方面。准零刚度（Quasi-Zero Stiffness, QZS）系统是一种创新的振动控制策略，其目的是在特定工作条件下使系统的刚度接近于零，从而显著提高对高频振动的隔振效果。论文中提出的振动隔离器结合了水平方向上的对称剪刀状结构和垂直方向上的正刚度弹簧-质量-阻尼系统，这种设计旨在实现全方位、高效的振动抑制。 剪刀状结构（Scissor-like Structure, SLS）是该系统的关键组成部分，它们在水平方向上的布置可以提供非线性的刚度响应。SLS的几何非线性是由于其铰接构件之间的相互作用，当结构受到负载时，这些构件之间的相对角度会发生变化，导致刚度显著改变。这种非线性行为使得在某些特定的位移范围内，系统可以表现出非常低的刚度，从而极大地提高了对高频振动的隔离性能。 数学建模是理解这种复杂系统行为的基础。研究人员通过建立详细的力学模型来分析SLS和弹簧-质量-阻尼系统之间的相互作用，揭示了系统的动态特性。非线性刚度和阻尼属性的出现是因为SLS的几何形状随负载变化而变化，这种变化不是线性的，因此会导致系统的动态响应与传统线性系统不同。 此外，关键词还包括振动隔离、非线性几何性和剪刀状结构。这些关键词强调了研究的重点在于如何通过非线性设计优化振动控制，特别是使用具有特殊几何特性的SLS，以达到在多个方向上隔离振动的目的。论文还提到了从2014年到2015年的接收和修订过程，这表明该研究经过了严谨的同行评审和改进，确保了研究质量和科学性。 这项研究为振动控制领域提供了一种新的设计思路，通过利用几何非线性，设计出的振动隔离器有望在工程应用中，如航空航天、机械工程等领域，提高设备的稳定性，减少由振动引起的损害和故障。