一种双连杆-弹簧-曲面机构的QZS隔振器设计和研究

摘要

基于正负刚度并联原理,运用双连杆-弹簧-曲面作为负刚度机构、竖直弹簧作为正刚度机构,提出了一种准零刚度(quasi-zero stiffness,QZS)隔振器的新构型.针对上述构型,通过静力分析,研究了系统的位移-刚度特性和位移-回复力特性,得到了系统静平衡下的QZS条件.此外,建立QZS系统的非线性动力学方程,应用谐波平衡法和龙格库塔法求解.针对不同的激励幅值、阻尼系数和QZS参数等因素,研究了系统动力学响应和传递率特性.理论研究表明,该QZS构型可以有效降低模型的共振频率与最大传递率幅值.基于隔振器的三维模型进行数值仿真和实验研究,发现提出的QZS构型拥有较好的低频隔振性能,并具备与线性系统相当的高频隔振性能.