[發明專利]一種準零剛度隔振器的設計方法

在審

• 申請號: 202210306144.4
• 申請日: 2022-03-25
• 公開（公告）號: CN114722523A
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 任志行
• 申請（專利權）人: 廈門環寂高科有限公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 廈門律嘉知識產權代理事務所(普通合伙) 35225
• 代理人: 溫潔

1.一種準零剛度隔振器的設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：確定準零剛度隔振器的承載力要求，通過準零剛度隔振器的承載力及預壓縮量計算出準零剛度隔振器的靜載剛度；

S2：設計準零剛度隔振器的正剛度公式，設計計算匹配正剛度裝置；

S3：根據準零剛度隔振器的正剛度公式計算得出準零剛度隔振器的負剛度公式；

S4：設計計算匹配負剛度裝置；

S5：設置限位裝置，得到準零剛度隔振器。

2.根據權利要求1所述的準零剛度隔振器的設計方法，其特征在于：

所述步驟S1中，準零剛度隔振器的靜載剛度為k₀，k₀＝P/X₀，且當0＜x＜X₀時，k₀＝k₁+k₂；

式中，P為準零剛度隔振器的承載力，x為準零剛度隔振器相對原始狀態受壓縮的量，X₀為準零剛度隔振器的預壓縮量，即準零剛度隔振器的工作變形下限值，k₁為準零剛度隔振器的正剛度設計值，k₂為準零剛度隔振器的負剛度設計值。

3.根據權利要求1所述的準零剛度隔振器的設計方法，其特征在于：

所述正剛度裝置為螺旋彈簧。

4.根據權利要求3所述的準零剛度隔振器的設計方法，其特征在于：

所述步驟S2中，準零剛度隔振器的正剛度設計值為k₁，準零剛度隔振器的正剛度公式為：

式中，G₁為正剛度彈簧剪切模量，d₁為正剛度彈簧線徑，n₁為正剛度彈簧有效圈數，D₁為正剛度彈簧中徑。

5.根據權利要求2所述的準零剛度隔振器的設計方法，其特征在于：

準零剛度隔振器的負剛度設計值為k₂，當X₀＜x＜X₁時，k₂＝-k₁，

式中，x為準零剛度隔振器相對原始狀態受壓縮的量，X₀為準零剛度隔振器的預壓縮量，即準零剛度隔振器的工作變形下限，X₁為準零剛度隔振器的工作變形上限值。

6.根據權利要求5所述的準零剛度隔振器的設計方法，其特征在于：

所述負剛度裝置為碟簧或連桿彈簧機構。

7.根據權利要求6所述的準零剛度隔振器的設計方法，其特征在于：

當所述負剛度裝置為連桿彈簧機構，且X₀x＜X₁時，準零剛度隔振器的負剛度公式為：

式中，G₂為負剛度彈簧剪切模量，d₂為負剛度彈簧線徑，n₂為負剛度彈簧有效圈數，D₂為負剛度彈簧中徑，θ為準零剛度隔振器受豎向荷載時，負剛度連桿結構與水平向的夾角，k₂為準零剛度隔振器的負剛度設計值，x為準零剛度隔振器相對原始狀態受壓縮的量，X₀為準零剛度隔振器的預壓縮量，即準零剛度隔振器的工作變形下限值，X₁為準零剛度隔振器的工作變形上限值。

8.根據權利要求1所述的準零剛度隔振器的設計方法，其特征在于：

通過準零剛度隔振器的限位裝置，計算得到準零剛度隔振器的最大承載力F_n，F_n＝P+(k₁+k₂)(X₂-X₁)，

式中，P為準零剛度隔振器的承載力，k₁為準零剛度隔振器的正剛度設計值，k₂為準零剛度隔振器的負剛度設計值，X₁為準零剛度隔振器的工作變形上限值，X₂為準零剛度隔振器的限制位移值。