颗粒阻尼隔振器.docx

颗粒阻尼隔振器28l颗粒阻尼隔振器河南机电高等专科学校(453002)李长-胜摘要阐述了各类隔振嚣的性能特点，在自行研制的导弹惯性平台新型库仑摩擦阻尼复合隔振嚣的 基础上．首次引入了颗粒，利用颗粒材料之间在任意方向都会产生摩擦耗能的特性．以及通过合理设计弹性元 件的结构实现了惯性平台三向隔振的要求。颗粒阻尼隔振器的减振、隔振效果明显优于原橡胶隔振嚣和库仑摩擦阻尼复合隔振嚣，为新型惯性平台隔振器的设计提供了一种新的方法，其研究结果对该类隔振嚣的选材和结构设计具有重要的指导价值。关键词惯性平台颗粒隔振嚣振动隔离(简称隔振)是振动控制中应用最广的有内耗，这就使得一部分机械能转化为热能。粘弹 一项减振技术、即采用附加子系统将振源与减振对 性材料多数是橡胶制品。而橡胶是热的不良导体， 象隔开，以减小振源对隔振对象的影响。作为附加 热量的累积不断提高橡胶内部的温度，温度的增高子系统的隔振装置通常称为隔振器．可由弹性元件、 又不断改变橡胶的性能，尤其是弹性模量降低，如此 阻尼元件甚至惯性元件以及它们的组合所组成。目 恶性循环，无需几分钟的共振试验就可能使其破坏。 前。国内外隔振技术日臻完善，国内也有不少厂家成 由于牯弹性材料隔振器的阻尼特性会随环境条件特批生产隔振器。别是温度的变化而变化，且还存在相位滞后的问题， 隔振器的种类很多，常用的有金属弹簧隔振器、所以对于有特殊要求的隔振器(如惯性平台隔振橡胶和粘弹性材料隔振器及库仑摩擦阻尼隔振器器)，就难以采用。 等，近年来又出现了空气弹簧蕊振器，非线性钢丝绳近年发展起来的非线性钢丝绳和金属丝丽隔振 和金属丝网隔振器等。目前，我国大多数电子设备、器具有优良的性能，它是利用钢丝之间的摩擦耗能精密仪器或设备采用的是金属弹簧隔振器或粘弹性作用，因此也可视为摩擦型隔振器，已在航海、航空 材料隔振器。工业中得到应用。但这种隔振器设计参数难以掌 金属弹簧隔振器耐高温、耐腐蚀，能在恶劣环境握，而且重量大，制作不易，作为惯性平台隔振器受 下工作。并在隔振区可获得良好的隔振效果，但因其到空间位置和重量限制。库仑摩擦诅尼隔振器，是 阻尼太小(《=0．002．5—0．01)，在共振共传递率太大利用库仑摩擦(即千摩擦)这个物理现象来控制振(r≥50)，只能在隔振区有良好的性能。动，如圆盘形摩擦块库仑阻尼器。由于这种隔振器 橡胶和牯弹性材料隔振器不耐油、不耐高温，不不具有复合的粘性阻尼，没有库仑阻尼的振幅反馈 能在恶劣环境条件下工作。橡胶隔振器阻尼小(℃=机制，所以这种隔振器容易滑脱，性能不稳定。因0．05．0．08)，因而其内耗很低，在共振试验中能够 此，传统的库仑摩擦阻尼隔振器基本上已遭淘汰。 经受住时间的考验，但它的放大倍数可达到6—10， 有人在研究库仑阻尼和粘性阻尼性能和特点的基础 如弹上惯性平台原隔振器的主方向(垂直方向)共振 上，综合了二者的长处开发了一种新型的隔振器，即传递率为6．29，水平方向为12．1。这对于设备来说 具有两种或两种以上隔振机理的隔振器，如上海交 是无法接受的。因而尽管橡胶型隔振器在隔振区有 通大学研制的复合阻尼振器。这种隔振器具有两种彘好的效果，但其在共振区减振效果无法满足大批 或两种以上的隔振机理，并具有复合的牯性阻尼和 精密仪器和微电子设备的减振技术指标要求。对于 库仑摩擦阻尼等，设计了库仑摩擦阻尼的振。-匣馈 大阻尼的粘弹性材料隔振器((=0．12．0．16)，可以 机构。所以，这种隔振器在系统的共振区有较大的得较小的放大倍数(T=3—4)，如阻尼橡胶隔振器， 阻尼，可以有效地抑制共振。而在隔振区又有较小 它的放大倍数约为3。但因为内耗大，散热不良。不 的阻尼，使系统具有良好的隔振效率。但它只是单向 能经受时间的考验，试验中还出现随振动时间延长 的，且尺寸较大，不适用于航天器上惯性平台。目 共振频率不断下降的现象，因而不能在恶劣环境条 前，虽然复合型隔振器的应用越来越广泛，研究也越件下工作。从能量观点考虑，大阻尼的粘弹性材料 来越深入，但作为实际应用韵隔振器所要解决的理 隔振器之所以能获得较小的共振放大倍数就是因为 论问题和工程设计问题还有很多。282机械1998年第25卷增刊 橡胶及粘弹性材料隔振器，由于其对环境温度 碰撞和摩擦，从而大馇?肖耗能量，这种耗能作用称为过于敏感，以厦困蠕变、老化导致性能下降等原因， 颗粒阻尼。利用这种机理设计的隔振器，称为颗粒 所以难以保持性能指标的长期稳定性，因而迫切需阻尼隔振器。隔振器的结构设计采用了振幅反馈机 要研制高性能的兰向隔振器。 构，当过太的振幅出现时，由振幅反馈机剞使得颗粒体与减振杆抱合越紧，以此来增大颗粒体之间及颗l颗粒阻尼隔振器的实现粒体与减振杆之间的摩擦力，从而增加耗能，限制振新型惯性平台隔振器，不