一种准零刚度车载隔振系统的设计与试验研究

摘要：

针对车辆行驶工况环境以及振动频率,研制了一种空间占比小、安装方便的准零刚度(quasi-zero-stiffness,QZS)车载隔振系统.将垂向弹簧与两个对称的负刚度结构并联,负刚度机构用于刚度校正,通过静力学特性分析,初步确定了系统在平衡位置具有准零刚度的参数条件,在推导中引入了加工误差系数,分析了加工误差系数对系统准零刚度的影响机理.建立了系统非线性动力学方程,采用平均法求解了系统在车体简谐位移激励下的动力学响应,分析了系统参数和激励幅值对位移传递率的影响.在此基础上,设计制作了准零刚度隔振系统,进行了不同激励幅值、激励频率下的测试,得到了实测的位移传递率幅频响应曲线,并与理论计算结果进行了比较.另外,还通过TruckSim/Simulink联合仿真进行了车载随机激励工况仿真分析.研究表明,试验与理论结果吻合较好,验证了准零刚度隔振系统理论建模和分析方法的正确性.准零刚度的起始隔振频率在1.4 Hz左右,优于线性系统的起始隔振频率2.9 Hz.与车体相应相比,隔振后的位移响应均方根值降低80％以上,加速度均方根值降低90％左右,且稳态时准零刚度隔振系统的稳定性较好,具有良好的隔振性能.

关键词：车载精密仪器、准零刚度(QZS)、非线性、低频隔振

所属期刊栏目：40

分类号：TH113.1

资助基金：国家自然科学基金;石家庄铁道大学研究生创新资助项目

在线出版日期：2021-04-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：55-63,183