菱形HSLDS隔振器负刚度机构质量及摩擦力影响分析.pdfVIP

第42卷第2期应用光学Vol.42No.2

2021年3月JournalofAppliedOpticsMar.2021

文章编号：1002-2082(2021)02-0207-08

菱形HSLDS隔振器负刚度机构质量及

摩擦力影响分析

袁屹杰，纪明，张卫国，伊兴国，王毅，施道云

（西安应用光学研究所，陕西西安710065）

摘要：以菱形负刚度机构HSLDS（highstaticlowdynamicstiffness）隔振器（简称菱形HSLDS隔

振器）为研究目标，采用虚功法建立负刚度机构等效摩擦力模型，并以拉格朗日方法建立包含负

刚度机构质量及摩擦力因素的动力学方程；利用谐波平衡法（HBM）求解动力学方程，分析了负

刚度机构质量及摩擦力对隔振的影响及其优化措施，并通过实物样机验证了理论模型的合理

性。实验结果表明：负刚度机构质量及摩擦力对隔振均产生不利影响，应尽量减小；将负刚度机

构连杆较短侧连接于载荷平台端，可以减小负刚度机构质量对较高频段隔振性能的影响；在限定

隔振器刚度参数以及铰接副接触参数且同时满足刚度与摩擦力优化条件下，通过增大连杆机构

杆长差的方式可以优化低频段隔振性能，并降低负刚度机构摩擦力对高频段隔振的影响。

关键词：HSLDS隔振器；菱形负刚度机构；负刚度机构质量；负刚度机构摩擦力

中图分类号：TN202;TH113.1文献标志码：ADOI：10.5768/JAO202142.0201001

Analysisofmassandfrictioneffectofnegativestiffnessmechanism

ofrhombicHSLDSvibrationisolator

YUANYijie，JIMing，ZHANGWeiguo，YIXingguo，WANGYi，SHIDaoyun

Xi（’anInstituteofAppliedOptics,Xi’an710065,China）

Abstract：Takinghighstaticlowdynamicstiffness(HSLDS)vibrationisolatorwithrhombicnegativestiffness

mechanismmassandfrictionwasestablishedbyLagrangemethod.Thekineticequationwassolvedby

harmonicbalancemethod(HBM),theinfluencesofnegativestiffnessmechanismmassandfrictionon

vibrationisolationandoptimizationmeasureswereanalyzed,andtherationalityoftheoreticalmodelwas

verifiedbytheprototype.Theexperimentalresultsshowthatthemassandfrictionofnegativestiffness

negativestiffnessmechanismtotheendofloadplatformcanreduceinfluenceofthenegativestiffness

parametersofisolatorandcontactparametersofhingedpairsarefixed,andthestiffnessand