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两端固支屈曲梁准零刚度隔振器的微振动隔振性能分析
摘要：
本文提出了一种两端固支屈曲梁准零刚度隔振器，通过理论分析和数值模拟，研究了其微振动隔振性能。研究结果表明：该隔振器具有良好的隔振性能，可实现准零刚度隔振，对于微振动的隔振效果显著。文章结果可为该隔振器在工程实践中的应用提供参考。
关键词：屈曲梁；隔振器；准零刚度；微振动；隔振性能。
一、引言
结构振动的控制是工程学与物理学中一个非常重要的研究课题。工程应用中，保持工程结构静态稳定性，保证结构准确运转，保证设备对于外部噪声的响应，减少结构的疲劳与损伤是非常重要的目标。与此相应的就产生了振动控制领域——结构隔振技术。
对于隔振技术的需求日益增长，必须研究各种新型隔振器的性能。目前，应用比较广泛的隔振器有准零刚度隔振器，它是一种采用非线性隔振机构制造的隔振器。
本文研究的准零刚度隔振器是采用两端固支屈曲梁制造的，其特点是在无震荡输入时由于方便而具有相对高的刚度，当承受震荡输入时则允许梁发生较大的位移，从而实现隔振效果的目的。
本文将首先介绍准零刚度隔振器的结构与工作原理，然后介绍准零刚度隔振器的研究现状，并论述本文针对所研制的准零刚度隔振器的隔振性能进行的分析。最后，本文将总结得到的结论。
二、准零刚度隔振器的结构与工作原理
准零刚度隔振器采用屈曲梁作为核心元件，利用其屈曲的特性来实现隔振峰功率下降的目的。由于梁的材质与尺度的不同，所表现出来的隔振性能也有很大的不同。
准零刚度隔振器最常见的结构是由两个或三个梁构成的，如图1所示。该隔振器是由两个固支在两端的梁构成的，两个梁的初始间距为零。
在固支屈曲梁准零刚度隔振器中，整体的刚度将会在载荷作用下发生变化。当载荷作用于结构上时，屈曲梁就会因为约束和载荷而发生一定形变。梁的形变跟载荷之比在一定的阈值之下，这些变形只是局部变形；但当超过一个阈值之后，此时梁上的所有交错模态都处于运动状态，此时梁的整体刚度会急剧下降，相应地，梁的振动方差将会急剧增加，从而实现准零刚度隔离效果。
三、准零刚度隔振器研究现状
目前，准零刚度隔振器的研究主要集中在理论研究和实验研究两方面。
理论研究方面，针对固支在两端的屈曲梁准零刚度隔振器，已经有了较为完整的分析模型，并且研究中建立了一系列的数学模型，以分析因素对隔振器隔振性能的影响，如约束力、荷载方向等。
在实验方面，大量试验已经证明了两端固支屈曲梁准零刚度隔振器的隔振效果。例如，固定在两端的橡胶就可以充当准零刚度材料。
四、准零刚度隔振器微振动隔振性能分析
在本文中，固支在两端的屈曲梁准零刚度隔振器的微振动隔离效果将通过理论分析和数值模拟实现。其中，使用了两种不同的隔振方式：准隔离和自适应隔离。准隔离通常是在元器件中提前隔离不需要通过隔振器的振动；自适应隔离是通过加固整体结构的环境来适应外部振动，并在隔离区域内进行相应的外部振动。
4.1准隔离
准隔离建立在隔振器提前隔离不需要通过隔振器的振动，而这种隔离基本与隔离领域大多数隔离器一样。在准隔离方案中，对隔振器中所有的振动进行传递密度分析。传递密度是振动能量的测量值，它可用来计算隔离器功能效果，建立数值模型，比较准确地预测隔离器的隔离效果的好坏。在准隔离中，传递密度越大，隔离器的隔离效果就越好。
4.2自适应隔离
自适应隔离依靠强健的结构设计来适应外部振动。结构与环境之间的相互作用可以增加结构粘性和降低传递密度。为了使隔离器能够自适应不同的振动环境，可以采用一些简单的工程措施。例如，可以增加结构中的均匀强度，在橡胶硬度和帽的配置方面增加侵入振动的钢丝绳或活动阀门。在这种方式中，可以通过结构的弹性来吸收振动的能量，从而有效地降低外部振动对结构的影响。
5、结论
本文针对固支在两端的屈曲梁准零刚度隔振器进行了微振动隔离性能的研究。通过理论分析和数值模拟，研究了隔振器的隔振性能。研究结果表明：该隔振器具有良好的隔振性能，可实现准零刚度隔振，对于微振动的隔离效果显著。
在工程实践中，可以考虑采用固支在两端的屈曲梁准零刚度隔振器来实现微振动隔离，从而保护工程结构。对于隔振器的具体应用及性能研究，还有待进一步完善和深入研究。