金屬彈簧隔振器建模及負(fù)載特性研究.pdf

1、超精密的加工和測量設(shè)備為了避免地面振動(dòng)及環(huán)境干擾的影響，通常需要隔振平臺(tái)來防護(hù)。鋼彈簧由于其結(jié)構(gòu)簡單，數(shù)學(xué)建模較精準(zhǔn)，不需要額外提供動(dòng)力并具有較長的使用壽命，因此被用作隔振器的被動(dòng)隔振元件。金屬彈簧水平剛度特性是影響隔振系統(tǒng)的重要因素，本文針對負(fù)載位置對金屬彈簧被動(dòng)隔振系統(tǒng)的影響，開展對單個(gè)金屬彈簧的水平剛度特性、隔振系統(tǒng)理論建模及負(fù)載位置對隔振系統(tǒng)穩(wěn)定性與振動(dòng)傳遞造成影響的研究。
　　用于隔振器中的金屬彈簧垂向剛度可看作固定常數(shù)

2、，但其水平剛度特性較為復(fù)雜與很多因素有關(guān)，本文通過將金屬彈簧等效為一端固定一端自由的等截面懸臂梁，根據(jù)彈性理論推導(dǎo)其自由端承受垂向載荷及水平向載荷時(shí)金屬彈簧自由端的橫向變形，進(jìn)而得到單個(gè)不同截面金屬彈簧的水平剛度。
　　為了研究金屬彈簧隔振系統(tǒng)受到負(fù)載作用的性能變化建立其動(dòng)力學(xué)模型?？紤]到金屬彈簧水平剛度隨其垂向載荷的變化，對負(fù)載作用下每個(gè)隔振單元承受的垂向載荷進(jìn)行分析，得到不同的水平剛度。在此基礎(chǔ)上根據(jù)剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)得到隔振系統(tǒng)

3、質(zhì)量矩陣與剛度矩陣，并通過模態(tài)分析理論得到系統(tǒng)頻響矩陣。
　　本文還對負(fù)載的位置對隔振系統(tǒng)穩(wěn)定性及振動(dòng)的傳遞造成的影響進(jìn)行了分析。根據(jù)機(jī)械系統(tǒng)在平衡位置時(shí)穩(wěn)定平衡原理，通過分析隔振系統(tǒng)受到擾動(dòng)后的能量變化，求得使隔振系統(tǒng)處于穩(wěn)定的質(zhì)心區(qū)域。對負(fù)載在隔振器臺(tái)面的不同位置時(shí)，根據(jù)系統(tǒng)頻響矩陣分析隔振系統(tǒng)振動(dòng)傳遞情況。并用有限元軟件對負(fù)載在隔振器臺(tái)面的不同位置時(shí)，隔振系統(tǒng)各方向的振動(dòng)傳遞情況進(jìn)行仿真分析，并與理論結(jié)果進(jìn)行對比，驗(yàn)證分析結(jié)