金屬彈簧隔振器建模及負載特性研究.pdf

1、超精密的加工和測量設備為了避免地面振動及環(huán)境干擾的影響，通常需要隔振平臺來防護。鋼彈簧由于其結構簡單，數(shù)學建模較精準，不需要額外提供動力并具有較長的使用壽命，因此被用作隔振器的被動隔振元件。金屬彈簧水平剛度特性是影響隔振系統(tǒng)的重要因素，本文針對負載位置對金屬彈簧被動隔振系統(tǒng)的影響，開展對單個金屬彈簧的水平剛度特性、隔振系統(tǒng)理論建模及負載位置對隔振系統(tǒng)穩(wěn)定性與振動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雜與很多因素有關，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)彈性理論推導其自由端承受垂向載荷及水平向載荷時金屬彈簧自由端的橫向變形，進而得到單個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)受到負載作用的性能變化建立其動力學模型。考慮到金屬彈簧水平剛度隨其垂向載荷的變化，對負載作用下每個隔振單元承受的垂向載荷進行分析，得到不同的水平剛度。在此基礎上根據(jù)剛體運動學知識得到隔振系統(tǒng)

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