面向復雜振動工況的磁流變三向隔振器研究

摘要：磁流變材料具備優異的智能磁控特性，基于其開發的隔振器在復雜振動抑制領域具有廣闊應用前景。目前，多數磁流變隔振器僅具備單向隔振功能，缺乏與三向隔振應用相結合的研究。針對此問題，文中采用理論計算、動力學仿真及有限元分析相結合的設計方法，基于傳統橡膠及磁流變液材料，設計了一種應用于機載復雜振動工況下的新型磁流變三向隔振器件，并搭建了三向隔振系統進行實驗。結果表明，設計的隔振系統在垂向與橫向的隨機振動衰減效率分別達到了93.93% 與96.01%，展現出了良好的寬頻隨機振動隔振性能。文中針對磁流變隔振器提出的設計方法可同樣應用于面向目標需求的其他形式隔振器設計。

關鍵詞：磁流變隔振器；三向隔振；動力學仿真；有限元分析；隨機振動響應

中圖分類號：TB535 文獻標志碼：A 文章編號：1000-582X（2024）08-001-17

在日常生活及工業生產中，大部分振動會影響信息的傳輸、測量的精確，甚至有可能引起重要設備及結構的損壞，造成巨大的經濟損失[1]。因此，有害振動控制技術研究成為近年來的熱點問題。隔振屬于振動控制技術的一種，通過切斷振源與被隔振設備之間的傳遞路徑，達到衰減振動的目的[2]。常見隔振技術主要是針對單一方向上的振動衰減，通過在特定位置安裝隔振器來實現單向減振。隨著隔振技術發展，在一些精密測量領域[3]及復雜振動工況[4]環境下，同時對3 個方向進行隔振保護的設備工作效果優于僅在單方向隔振。例如，機載光電設備在工作時，要承受一系列來自于飛行器的振動載荷，這些振動載荷來源復雜且作用于多個方向[5]，單一方向的隔振無法起到有效保護作用。研究表明，部分三向隔振措施已在建筑、機載航空、船舶、交通運輸、精密機械等領域得到廣泛應用[6?12]。