囊式负压空气隔振器力学建模与性能研究

摘要/Abstract

摘要：

以低频隔振器为研究对象，利用负压空气独有的特性，结合橡胶良好的弹性性能，提出了囊式负压空气隔振器的全新概念，对负压隔振原理进行了定性分析。力学建模分析、理论仿真分析以及实验验证结果表明，所建立起来的隔振系统具有理想的非线性弹性曲线。同时研究了负压大小和有效面积对性能的影响。最后得出，囊式负压空气隔振器可以获得理想的低频隔振效果，有很强的实用性。

关键词: 负压, 低频, 隔振, 刚度特性

Abstract:

Low frequency vibration isolator was studied herein. According to the unique features of negative pressure and the good elastic performance of rubber, a new concept of bellows type vibration isolator with negative pressure was proposed. The qualitative analyses of negative pressure isolation theory were carried out. Through mechanics modeling and theoretical simulation analyses and the experimental results indicate that the vibration isolator system has a more ideal nonlinear elastic curve. At the same time,impacts of the negative pressure and the effective area on performance were studied. Results show that, the bellows type vibration isolator with negative pressure has a strong practicability.

Key words: negative pressure, low frequency, vibration isolation；stiffness characteristic

中图分类号:

TB53

盛国才, 李吉, 王建维. 囊式负压空气隔振器力学建模与性能研究[J]. 中国机械工程, 2016, 27(05): 658-662,668.

参考文献

[1]曹青松,李维嘉.一种新型主动隔振系统的建模研究[J]. 中国机械工程，2008,19(6):662-666.

Cao Qingsong,Li Weijia.Study on Modeling of a Novel Active Isolation System[J].China Mechanical Engineering,2008,19(6):662-666.

[2]孟令帅,孙景工，牛福，等.新型准零刚度隔振系统的设计与研究[J]. 振动与冲击,2014,33(11):195-199.

Meng Lingshuai, Sun Jinggong，Niu Fu, et al.Design and Analysis of a Novel Quasi-zero Stiffness Vibration Isolation System[J].Journal of Vibration and Shock, 2014,33(11):195-199.

[3]闫菲，车驰东.变刚度隔振系统动力特性及仿真[J]. 噪声与振动控制,2014,34(3):15-19.

Yan Fei，Che Chidong. Analysis and Simulation of Dynamic Characteristics of Isolator Systems with Variable-stiffness Springs[J]. Noise and Vibration Control, 2014,34(3):15-19.

[4]Le T D, Ahn K K. A Vibration Isolation System in Low Frequency Excitation Region Using Negative Stiffness Structure for Vehicle Seat[J].Journal of Sound and Vibration，2011， 330： 6311-6335.

[5]Alabuzhev P,Gritchin A,Kim L,et al.Vibration Protecting and Measuring Systems with Quasi-zero Stiffness[M]. USA: Hemisphere Publishing Corporation,1989.

[6]徐道临,余奇平,周加喜,等. 准零刚度隔振系统跳跃频率区间隔振研究[J]. 中国机械工程,2014,25(2):230-235.

Xu Daolin, Yu Qiping, Zhou Jiaxi,et al. Study on Vibration Attenuation in Jumping Frequency Interval of Quasi-zero Stiffness Vibration Isolator[J]. China Mechanical Engineering,2014,25(2):230-235.

[7]Carrela A, Brennan M J, Waters T P. Static Analysis of a Passive Vibration Isolator with Quasi-zero-stiffness Characteristic[J]. J Sound Vib., 2007,301(3/5):678-689.

[8]Kovacic I, Brennan M J, Waters T P. A Study of a Nonlinear Vibration Isolator with a Quasi-zero Stiffness Characteristic[J]. J. Sound Vib., 2008, 315(3):700-711.

[9]王家胜.带附加气室空气弹簧动力学特性研究[D].南京:南京农业大学，2009.

[10]高红星，池茂儒，牛旻昊，等.空气弹簧模型研究[J].机械工程学报，2015,51(4):108-115.

Gao Hongxing,Chi Maoru,Zhu Minhao,et al. Study on Air Spring Model[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2015,51(4):108-115.

[11]闻邦椿.机械设计手册[M].北京：机械工业出版社，2010.

[12]李吉，常凯.一种负压空气橡胶复合隔振器:中国，ZL201420194898.6[P].2014-11-05.

[13]李吉，盛国才.一种正负压隔振减振器：中国，ZL201420266224.2[P].2014-11-05.

[1]	刘勇, 周一帆, 许铠通, 姜伟. 车辆动力装置变刚度隔振新方法[J]. 中国机械工程, 2021, 32(06): 741-747,755.
[2]	白小帆;侯书军;李慨;曲云霞. 轴向低频振动辅助皮质骨钻削的钻削力和温升[J]. 中国机械工程, 2021, 32(03): 321-330.
[3]	吴崇建;闫肖杰;杜堃;陈志刚;黄惜春;付爱华;郑立捷. 利用系统涌现重构复杂系统隔振抗冲一体化设计[J]. 中国机械工程, 2020, 31(23): 2773-2779.
[4]	赵亭;肖继明;范思敏;杨振朝;杨福杰. TC4钛合金低频振动钻削切屑形态和钻削力研究[J]. 中国机械工程, 2020, 31(19): 2276-2282.
[5]	汪泉；陈晓田；胡梦杰；曾利磊. 基于气动性能与刚度特性的风力机翼型优化设计[J]. 中国机械工程, 2020, 31(19): 2283-2289.
[6]	田文朋1;窦建明2，3;徐信芯3. 七桥油气悬架耦连方案对车身姿态的影响[J]. 中国机械工程, 2020, 31(19): 2371-2378，2387.
[7]	秦基伟1，2，3;常勇1，2;袁兵兵1，2，3;付兴伟4;王天龙1，2. 一种滚动密封式爬壁机器人动力学建模与分析[J]. 中国机械工程, 2019, 30(24): 2978-2985.
[8]	董伟康1;关世玺1;郭镇豪1;刘亚2. 负压排屑装置楔形结构优化设计与仿真[J]. 中国机械工程, 2018, 29(17): 2069-2072,2086.
[9]	刘世平1;熊琦1;李世其1;王跃2. 星载相机隔振器的结构优化和隔振性能分析[J]. 中国机械工程, 2017, 28(13): 1523-1527,1534.
[10]	余慧杰, 刘文慧, 王亚苏. 金属橡胶静刚度特性及其力学模型研究[J]. 中国机械工程, 2016, 27(23): 3167-3171.
[11]	江献良, 洪华杰, 刘华, 李志凌. 基于虚拟样机的两自由度柔顺机构设计与仿真分析[J]. 中国机械工程, 2016, 27(11): 1473-1478.
[12]	杜言鲁, 丁亚林, 许永森, 聂品. 机载光电平台隔振系统振动耦合分析[J]. 中国机械工程, 2015, 26(21): 2880-2884.
[13]	李玉龙, 白鸿柏, 何忠波, 曹凤利, 路纯红. 金属橡胶非线性隔振系统混沌特性[J]. 中国机械工程, 2015, 26(14): 1871-1876.
[14]	陈超;靳祖光;唐坚. 一种超高频与低频RFID相结合的导盲机器人定位与导航方法[J]. 中国机械工程, 2014, 25(8): 1059-1064.
[15]	郑新华, 谢利理, 刘丽卓, 杨亮璞. 负压活门特性[J]. 中国机械工程, 2014, 25(22): 3033-3037.