双层流体浮筏隔振特性研究
振动控制与振动隔离对提高现代机器的工作性能有重要意义。传统线性隔振器无法同时满足低频隔振与宽带隔振的要求。为了实现对包含多个较低频率成分振动的隔离，本文提出了双层流体浮筏隔振器，其基于反共振隔振原理，利用流体附加质量引起的惯性力与弹簧作用力完全相互抵消来实现低频隔振。
本文给出了双层流体浮筏隔振器的结构形式并建立其数学模型。将数学模型简化为线性方程并进行求解，得出了系统的振动响应和传递力。通过分析传递力的表达式来分析系统的隔振机理。由于系统中流体运动引起的附加质量可达到较大值，故其具有良好的低频隔振效果。同时能灵活地实时调节系统反共振频率以实现对频率变化激励的隔离。
在理论分析的基础上对双层流体浮筏隔振系统的设计变量进行优化，得出了隔振器设计变量的最优值。将双层流体浮筏系统与单层流体浮筏系统进行了对比，发现双层流体浮筏系统比单层流体浮筏系统具有更好的隔振特性。
采用摄动法来分析系统的非线性特征，同时采用数值计算方法来模拟系统在单频和双频激励下的的振动响应。摄动法求解的结果表明，在单频激励作用下浮体和内层流体容器的平均位置会向下偏离系统的平衡位置，同时会出现高阶谐波成分。数值计算结果验证了摄动法得出的结论。
为了验证理论模型，设计制作了隔振器的试验模型装置。分别对两个反共振频率置为一致和不同时这两种情况进行激振试验，将试验得出的力传递率数据与理论值进行对比，试验数据与理论曲线的趋势基本符合。
双层隔振器;流体浮筏;结构形式;数学模型;反共振频率;隔振机理
湖南大学
硕士
流体力学
刘春嵘
2013
中文
O328
81
2013-11-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）