边界摩擦条件下含有预紧的对合碟簧隔振单元振动与稳定性分析

摘要

实际工程中,碟簧类隔振器常简化为线性模型,随着隔振器内部碟簧数量的增加,边界摩擦效应与刚度阻尼非线性等问题导致线性模型失真。为了研究对合碟簧组在考虑边界摩擦条件下的非线性振动特性,提出了一种含有预紧的对合碟簧隔振单元,建立了考虑边界摩擦与预紧条件下对合碟簧组的非线性动力学模型。应用Klotter求解非线性方程的方法,对该对合碟簧隔振单元在基础激励下的受迫振动进行分析计算,得到其固有频率附近的幅频特性曲线方程;基于RouthHurwitz稳定性判定条件,推导并计算出该对合碟簧隔振单元的不稳定区间,并讨论系统参数对该隔振单元非线性振动与稳定性的影响。计算结果表明,幅频特性曲线与稳定区间均仅由系统的非线性刚度三次项无量纲系数α2、黏性阻尼无量纲系数μ1与附加支持力无量纲系数μ2控制,且系统脱离频率Ωb的平方与附加支持力无量纲系数μ2成正比。系统存在异常跳跃状态与不向稳定共振分支跳跃的微共振或无共振状态,并说明了黏性阻尼无量纲系数μ1与附加支持力无量纲系数μ2对这两种状态以及其稳定区间的影响关系。最后,通过定频试验验证模型的准确性。