準(zhǔn)零剛度隔振技術(shù)（二）

采用全新的隔振機(jī)理。

一、并聯(lián)負(fù)剛度機(jī)構(gòu)慶雙節(jié)

根據(jù)實(shí)現(xiàn)負(fù)剛度特性的方式的不同，并聯(lián)負(fù)剛度機(jī)構(gòu)型準(zhǔn)零隔振器存在以下兩種結(jié)構(gòu)形式：
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一種是利用彈簧產(chǎn)生負(fù)剛度，最典型的結(jié)構(gòu)如圖1所示，采用兩個(gè)預(yù)壓縮的水平彈簧作為負(fù)剛度元件，與豎直方向的彈簧和阻尼器組成準(zhǔn)零剛度隔振系統(tǒng)，在一定的振動(dòng)幅值范圍內(nèi)，預(yù)壓縮的水平彈簧提供與豎直彈簧反向作用力實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)零剛度。
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另一種是利用磁力產(chǎn)生負(fù)剛度，典型的結(jié)構(gòu)如圖2所示，磁力將抵消部分正剛度系統(tǒng)的彈性恢復(fù)力實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)零剛度。
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二、利用特定形狀
利用特定形狀的結(jié)構(gòu)力-形變之間的非線性關(guān)系實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)零剛度是一種更為直接的方法，如彈性曲梁結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖3），梁的屈曲變形亦是一種簡(jiǎn)捷有效實(shí)現(xiàn)高靜態(tài)低動(dòng)態(tài)剛度的方式，如歐拉梁低頻隔振器即是以梁的屈曲態(tài)為靜平衡態(tài)，實(shí)現(xiàn)了低動(dòng)態(tài)剛度。
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圖3 彈性曲梁式準(zhǔn)領(lǐng)剛度隔振器
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三、全新隔振機(jī)理

現(xiàn)有準(zhǔn)零剛度隔振器，大多是在上述兩類(lèi)原理的基礎(chǔ)上對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，普遍存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、負(fù)載安裝困難等缺點(diǎn)，目前少見(jiàn)工程應(yīng)用。近年來(lái)，一些學(xué)者不再拘泥于現(xiàn)有原理和結(jié)構(gòu)，利用全新機(jī)理實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)零剛度。
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圖4結(jié)構(gòu)采用超彈形狀記憶合金梁作為彈性元件實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)零剛度，當(dāng)結(jié)構(gòu)受到壓縮時(shí)，記憶金屬梁會(huì)被拉伸，通過(guò)記憶金屬梁提供的非線性回復(fù)力。
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?圖4記憶合金梁式準(zhǔn)零剛度隔振器
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?懸置波紋管式隔振器也是一類(lèi)新型準(zhǔn)零剛度隔振器（見(jiàn)圖5），波紋管容器內(nèi)封裝由液壓油和充氣小波紋管單元體組成的液固混合介質(zhì)形成波紋管隔振器，波紋管隔振器利用液壓油傳遞壓強(qiáng)，通過(guò)壓縮充氣小波紋管提供彈性。波紋管隔振器具有分段線性的剛度特性，而通過(guò)圖5所示機(jī)構(gòu)將波紋管容器懸置，在結(jié)構(gòu)受壓時(shí)使波紋管容器受拉，即可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)零剛度。
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5 懸置波紋管式隔振器

分子彈簧隔振器（見(jiàn)圖6）也是一種新型準(zhǔn)零剛度隔振器。分子彈簧是由含納米級(jí)疏水微孔的疏水多微孔材料和水混合而成的新型功能材料，利用高壓下水分子克服疏水作用力進(jìn)入多微孔材料的疏水微孔、卸載時(shí)水分子迅速逸出疏水微孔的原理，完成能量的儲(chǔ)存、釋放，實(shí)現(xiàn)隔振或緩沖。由于疏水毛細(xì)管力的作用，水在常壓下無(wú)法進(jìn)入疏水微孔，此時(shí)分子彈簧具有極高剛度，當(dāng)壓強(qiáng)增加到某一臨界值而克服毛細(xì)管力時(shí)，水分子大量進(jìn)入疏水微孔，分子彈簧剛度迅速降低，從而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)零剛度特性。