[發(fā)明專利]一種準(zhǔn)零剛度隔振器的設(shè)計(jì)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210306144.4
• 申請(qǐng)日: 2022-03-25
• 公開（公告）號(hào): CN114722523A
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任志行
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廈門環(huán)寂高科有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/17
• 分類號(hào): G06F30/17;G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 廈門律嘉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 35225
• 代理人: 溫潔

本發(fā)明公開了一種準(zhǔn)零剛度隔振器的設(shè)計(jì)方法，屬于隔振器領(lǐng)域，一種準(zhǔn)零剛度隔振器的設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟：S1：確定準(zhǔn)零剛度隔振器的承載力要求，通過準(zhǔn)零剛度隔振器的承載力及預(yù)壓縮量計(jì)算出準(zhǔn)零剛度隔振器的靜載剛度，S2：設(shè)計(jì)準(zhǔn)零剛度隔振器的正剛度公式，設(shè)計(jì)計(jì)算匹配正剛度裝置，S3：根據(jù)準(zhǔn)零剛度隔振器的正剛度公式計(jì)算得出準(zhǔn)零剛度隔振器的負(fù)剛度公式，S4：設(shè)計(jì)計(jì)算匹配負(fù)剛度裝置，S5：設(shè)置限位裝置，得到準(zhǔn)零剛度隔振器。本發(fā)明的準(zhǔn)零剛度隔振器的設(shè)計(jì)方法，能夠使得設(shè)計(jì)的隔振器具有準(zhǔn)零剛度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于隔振器領(lǐng)域，尤其涉及一種準(zhǔn)零剛度隔振器的設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

隔振器在減振領(lǐng)域的應(yīng)用相當(dāng)成熟，其基本原理是通過上部重量與彈性元件形成質(zhì)量-彈簧系統(tǒng)，系統(tǒng)固有頻率為式中K和M為簡(jiǎn)化為單自由度質(zhì)量-彈簧體系中的剛度和質(zhì)量，當(dāng)強(qiáng)迫振動(dòng)頻率大于倍系統(tǒng)固頻時(shí)，減振效果明顯。由此可知，為了達(dá)到較好的減振效果，需要盡可能將系統(tǒng)固有頻率降低，才能隔絕大部分頻率范圍內(nèi)的振動(dòng)。通過固有頻率的計(jì)算公式可知，降低系統(tǒng)固有頻率的方法為降低結(jié)構(gòu)K值，或提高結(jié)構(gòu)M，由于M一般為隔振結(jié)構(gòu)的自重，其重量較難改變，若增加配重的話，受限于尺寸及結(jié)構(gòu)使用功能，難以達(dá)到理想效果。而在一般線性剛度隔振器中，K值除了時(shí)振動(dòng)動(dòng)剛度外，還是結(jié)構(gòu)的支撐靜剛度，過小的K值會(huì)引起結(jié)構(gòu)的大變形，于安全性不利。因此需要一種靜剛度較大，而動(dòng)剛度較小的非線性隔振器，稱為準(zhǔn)零剛度隔振器。準(zhǔn)零剛度隔振器在精密儀器、汽車座椅及轉(zhuǎn)向架等領(lǐng)域已有成熟應(yīng)用，建筑、設(shè)備、軌道等工程減振領(lǐng)域準(zhǔn)零剛度隔振器近些年也正在研究之中，但是缺乏一種產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種準(zhǔn)零剛度隔振器的設(shè)計(jì)方法，能夠使得設(shè)計(jì)的隔振器具有準(zhǔn)零剛度。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供的一種準(zhǔn)零剛度隔振器的設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟：S1：確定準(zhǔn)零剛度隔振器的承載力要求，通過準(zhǔn)零剛度隔振器的承載力及預(yù)壓縮量計(jì)算出準(zhǔn)零剛度隔振器的靜載剛度，S2：設(shè)計(jì)準(zhǔn)零剛度隔振器的正剛度公式，設(shè)計(jì)計(jì)算匹配正剛度裝置，S3：根據(jù)準(zhǔn)零剛度隔振器的正剛度公式計(jì)算得出準(zhǔn)零剛度隔振器的負(fù)剛度公式，S4：設(shè)計(jì)計(jì)算匹配負(fù)剛度裝置，S5：設(shè)置限位裝置，得到準(zhǔn)零剛度隔振器。

優(yōu)選地，步驟S1中，準(zhǔn)零剛度隔振器的靜載剛度為k₀，k₀＝P/X₀，且當(dāng)0xX₀時(shí)，k₀＝k₁+k₂；式中，P為準(zhǔn)零剛度隔振器的承載力，x為準(zhǔn)零剛度隔振器相對(duì)原始狀態(tài)受壓縮的量,X₀為準(zhǔn)零剛度隔振器的預(yù)壓縮量，即準(zhǔn)零剛度隔振器的工作變形下限值，k₁為準(zhǔn)零剛度隔振器的正剛度設(shè)計(jì)值，k₂為準(zhǔn)零剛度隔振器的負(fù)剛度設(shè)計(jì)值。

優(yōu)選地，正剛度裝置為螺旋彈簧。

優(yōu)選地，步驟S2中，準(zhǔn)零剛度隔振器的正剛度設(shè)計(jì)值為k₁，準(zhǔn)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(shù)，D₁為正剛度彈簧中徑。

優(yōu)選地，準(zhǔn)零剛度隔振器的負(fù)剛度設(shè)計(jì)值為k₂，當(dāng)X₀xX₁時(shí)，k₂＝-k₁，式中，x為準(zhǔn)零剛度隔振器相對(duì)原始狀態(tài)受壓縮的量,X₀為準(zhǔn)零剛度隔振器的預(yù)壓縮量，即準(zhǔn)零剛度隔振器的工作變形下限，X₁為準(zhǔn)零剛度隔振器的工作變形上限值。

優(yōu)選地，負(fù)剛度裝置為碟簧或連桿彈簧機(jī)構(gòu)。