準零剛度隔振技術

高超聲速飛行器在飛行過程承受嚴酷的振動環(huán)境，高量級的振動會使設備發(fā)生功能失效，甚至發(fā)生災難性后果。NASA在上世紀70年代對歷次航天發(fā)射事件進行了統(tǒng)計，結果表明振動環(huán)境是導致飛行失利最重要的因素之一。為保證振動環(huán)境下的裝備性能，利用隔振器將裝備與動態(tài)激勵隔離是振動環(huán)境適應性設計最簡單、有效的方法之一。本文將介紹一類高性能新型隔振器——準零剛度隔振器的發(fā)展現(xiàn)狀和設計方案。

線性隔振理論表明，只有當激勵頻率大于√2倍固有頻率時，系統(tǒng)才有隔振效果。隔振系統(tǒng)中隔振器的壓縮量（平衡位置靜位移）受到安裝空間的約束和側向穩(wěn)定性需求的限制，因此若要提高承載能力需要隔振器具有較高剛度，然而高剛度又勢必導致較高的固有頻率。高承載能力和低固有頻率之間的矛盾成為被動隔振技術發(fā)展的瓶頸，而低頻隔振尤其是重型設備的低頻隔振也一直是被動隔振的難點問題。

具有高靜低動剛度特性的隔振器具有隨壓縮量變化的剛度，在零負載時，隔振器具有大靜剛度（承載剛度）以確保高承載能力和小靜位移，當負載壓縮隔振器至靜平衡位置時，隔振器動剛度大幅降低，因此該類隔振器兼顧高承載能力和低固有頻率，有效解決了被動隔振的瓶頸問題。準零剛度隔振器即為一類非常有代表性的具有高靜低動剛度特性的隔振器。顧名思義，準零剛度隔振器即為動剛度接近于零的隔振器，目前常見如下三種設計形式：

一是將負剛度機構并聯(lián)到正剛度系統(tǒng)中實現(xiàn)準零剛度；

二是利用特定形狀的結構力-形變之間的非線性關系實現(xiàn)準零剛度