crsm准零刚度隔振器的非线性隔振特性及实验研究

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1、学校代号10532学号S12023018分类号O322密级公开硕士学位论文CRSM准零刚度隔振器的非线性隔振特性及实验研究学位申请人姓名王心龙培养单位机械与运载工程学院导师姓名及职称周加喜副教授学科专业力学研究方向非线性振动及控制论文提交日期2015年05月20日学校代号：10532学号：S12023018密级：公开湖南大学硕士学位论文CRSM准零刚度隔振器的非线性隔振特性及实验研究学位申请人姓名：王心龙导师姓名及职称：周加喜副教授培养单位：机械与运载工程学院专业名称：力学论文提交日期：2015年05月20日论文答辩日期：2015年05月28日答辩委员会主席：邹伟生教授

2、OnNonlinearVibrationIsolationCharacteristicsandExperimentalresearchofaQuasi-Zero-StiffnessIsolatorwithCRSMbyWANGXinlongB.E.(WuhanUniversityofScienceandTechnology)2012AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinMechanicsintheGraduateSchoolofHun

3、anUniversitySupervisorProfessorZHOUJiaxiMay,2015湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进巧研究所取得的研究成果。除了文中特别加Ｗ标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中明确办式标明。本人完全意识到本声明的法律盾果由本人承担。，作者签名：心起曰期文。０年月甚谷学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同煮学校保留并向国家有关部ｎ或

4、机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅＾。本人授权湖南大学可式将本学位论支的全部或部分内容编入有关数据库进斤检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１、□保密，在年解密后适用本授权书。２、不保密囚。＂＂（请在１＾上相应方框内打Ｖ）。作者签名：走化Ｒ期：主ｙ年＾月＞日＂＾导师签名：日則：＞年月＞日／Ｊ、CRSM准零刚度隔振器的非线性隔振特性及实验研究摘要本文首先建立了一类含滚轮-凸轮-弹簧负刚度机构(CRSM)的准零刚度隔振系统的分段非线性静、动力学模型，利用平均法对系统分

5、别在简谐激励力和基础激励作用下的动力学特性进行了理论分析，得到了系统主共振响应的一次近似解析解。利用数值方法对动力学方程求解，验证了平均法求解此类分段非线性动力学问题的有效性。进一步，讨论了激励幅值、阻尼对系统响应的影响，利用力传递率和位移传递率评估了隔振系统的隔振性能。结果表明，激励幅值和阻尼对系统响应具有显著影响。激励幅值较小时，准零刚度隔振系统的隔振性能明显优于相应的线性系统；而随着激励幅值增大，隔振性能变差，但最多与线性系统相当，而不会变得更差，此特征优于传统准零刚度隔振系统。其次，建立了双层CRSM准零刚度隔振系统的分段非线性动力学模型，利用平均法对非线性动力

6、学方程求解，得到了力传递率的解析解，并将其用作评价系统隔振性能的指标。结果表明，双层CRSM准零刚度隔振系统既具有良好的低频隔振性能，又具有较宽的隔振频带。进一步讨论了双层准零刚度隔振系统上下层隔振器质量比、刚度比以及阻尼比对系统隔振性能的影响。结果表明，在上层配置较大阻尼，可有效抑制共振和拓宽有效隔振频域，同时保证较高的隔振效率。最后，设计制造了单层CRSM准零刚度隔振器的试验样机，对其动力学特性和隔振性能进行了试验研究。测定了不同工况下的力传递率，并与相应的线性系统进行了对比，结果表明：通过引入凸轮-滚轮负刚度机构，有效降低了起始隔振频率，抑制了共振，提高了隔振效果

7、；凸轮-滚轮在保持接触的前提下，激励幅值越大，负刚度机构越易发挥作用，隔振效果更显著。因此，CRSM准零刚度隔振器具有优异的低频隔振性能。关键词：准零刚度；分段非线性；平均法；低频隔振；传递率；II硕士学位论文AbstractFirstly,piecewisenonlinearstaticanddynamicmodelsofaquasi-zerostiffness(QZS)vibrationisolationsystem(VIS)withcam-roller-springmechanisms(CRSM)thathadnegativesti