摘 要

本文研究了一种采用复合材料的周期隔振装置的隔振性能。首先借助CAD建模软件对该隔振装置进行结构设计，并利用有限元软件对该隔振装置的隔振性能进行仿真模拟，然后按照设计方案将该装置制造出物理样件,并利用BK传感器、激振器等研究工具对其隔振性能进行实际的实验研究。实验时主要的数据获取方式就是利用加速度传感器提取输入输出点位的加速度，然后把输出数据与对应的输入数据相比求出传输特性。最后还把实际实验获取的各种传输特性数据与仿真实验的结果进行了对比，方法是利用Matlab软件将BK传感器软件中的数据提取到矩阵中，并将仿真的数据加以对比分析，绘制出了传输特性总图，清晰地展示了该隔振装置在不同条件下的隔振性能。结果表明，该隔振装置在低频段10-40hz传输特性为负值，具有良好隔振的能力，尤其在20-30hz频段中的隔振性能更加突出。

关键词：被动隔振；有限元；传输特性；隔振器

Abstract

In this paper，I research the vibration isolation performance of a periodic vibration isolation device using composite materials.First,I design the vibration isolation device with CAD Software，then the vibration isolation performance of the isolator is simulated by finite element software and make the vibration isolator.The BK sensor and vibration exciter were used to test the isolation performance of the device.The main data acquisition method is to extract the acceleration of input and output points using acceleration sensor,then the output data is divided by the input data to obtain the transmission characteristics.The data of various transmission characteristics of the actual experiment are mainly noticed, and the BK sensor software is used to extract the data into the matrix.By comparing and analyzing the simulation data,and draw the diagram of transmission characteristics,and the vibration isolation performance of the device under different conditions can be clearly seen.Through the analysis, it is concluded that the transmission characteristic of the vibration isolation device in the low frequency band of 10-40hz is negative and has the good ability of vibration isolation. The experimental results show that the isolator has great vibration isolation performance in the low frequency band of 20-30hz.

Key Words：Passive vibration isolation; Finite element; Transmission characteristics; Vibration isolator

目 录

第1章 绪论 1

1.1 课题的研究目的及意义 1

1.2 隔振技术发展现状 1

1.3 国内外隔振装置研究现状 2

第2章 隔振装置设计 4

2.1 周期结构的运用 4

2.1.1 周期结构原理介绍 4

2.1.2 周期结构应用设想的验证 4

2.1.3 隔振装置周期结构的具体设想 5

2.2 隔振材料的选用 6

2.3 隔振装置的总体设计 6

2.3.1 隔振装置设计思路 6

2.3.2隔振装置装配图和零件图的绘制 7

第3章 实验设计与实验记录 9

3.1 实验技术方案设计 9

3.1.1 实验技术方案分析 9

3.1.2 实验技术方案的确定 9

3.2 实验器材选用 9

3.3 实验过程记录 11

3.3.1 第一组对照 隔振复合材料全安装的结构 11

3.3.2 第二组对照 隔振复合材料取出部分且周期结构不变的结构 12

3.3.3 第三组对照 在第二组的基础之上再取出部分隔振复合材料 13

3.4 实验时遇到的问题与改进方案 13

第4章 实验数据分析 16

4.1 实验数据分析方法介绍 16

4.2 各组试验数据分析 18

4.2.1 隔振复合材料全安装的结构 18

4.2.2 隔振复合材料取出部分且周期结构不变的结构 19

4.2.3 在第二组的基础之上再取出部分隔振复合材料 20

4.3 有限元仿真辅助数据分析 21

4.4 数据总体分析与结论 24

第5章 总结与展望 26

5.1 全文总结 26

5.2 对未来研究的展望 26

参考文献 28

致 谢 30

1. 绪论
   1. 课题的研究目的及意义

在制造业飞速发展的今天，追求高速化，轻量化以及精密化是大势所趋。为了实现这一追求，设计出高性能又精密的隔振装置是非常必要的。隔振装置的隔振材料及装置周期结构对隔振性能有着很大的影响，特别是对于被动隔振装置来说，隔振材料的影响巨大。超材料是超越自然界常规材料的人工合成材料，通过改变原材料的微结构，使其拥有超越原材料固有性质的超常材料功能。因此使用刚度与阻尼优秀的超材料作为隔振材料的话能有效提升隔振装置的隔振性能。

本次设计的主要目的是设计及制作一款隔振实验平台以及配套的隔振器，用来进行超材料以及周期结构复合组成的隔振器的隔振效果研究，该隔振平台可满足使隔振器更换各种形态以及与不同种的材料进行组合，从而进行对比实验，进而直观地了解到不同组合的不同隔振效果。观察隔振的效果强弱以及是否能达到对某一频段隔振的预期。

对隔振实验平台进行设计与布置，便于对隔振装置的性能进行研究，然后可根据实验情况进行调试，从而设计并制作出符合要求的隔振装置，满足针对某一低频段有较好的隔振性能的生产要求。