準零剛度隔振技術(shù)（二）

采用全新的隔振機理。

一、并聯(lián)負剛度機構(gòu)慶雙節(jié)

根據(jù)實現(xiàn)負剛度特性的方式的不同，并聯(lián)負剛度機構(gòu)型準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)生負剛度，最典型的結(jié)構(gòu)如圖1所示，采用兩個預(yù)壓縮的水平彈簧作為負剛度元件，與豎直方向的彈簧和阻尼器組成準零剛度隔振系統(tǒng)，在一定的振動幅值范圍內(nèi)，預(yù)壓縮的水平彈簧提供與豎直彈簧反向作用力實現(xiàn)準零剛度。
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另一種是利用磁力產(chǎn)生負剛度，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)力實現(xiàn)準零剛度。
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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)系實現(xiàn)準零剛度是一種更為直接的方法，如彈性曲梁結(jié)構(gòu)（見圖3），梁的屈曲變形亦是一種簡捷有效實現(xiàn)高靜態(tài)低動態(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)，實現(xiàn)了低動態(tài)剛度。
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圖3 彈性曲梁式準領(lǐng)剛度隔振器
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三、全新隔振機理

現(xiàn)有準零剛度隔振器，大多是在上述兩類原理的基礎(chǔ)上對機械結(jié)構(gòu)進行改進和創(chuàng)新，普遍存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、負載安裝困難等缺點，目前少見工程應(yīng)用。近年來，一些學(xué)者不再拘泥于現(xiàn)有原理和結(jié)構(gòu)，利用全新機理實現(xiàn)準零剛度。
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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現(xiàn)準零剛度，當(dāng)結(jié)構(gòu)受到壓縮時，記憶金屬梁會被拉伸，通過記憶金屬梁提供的非線性回復(fù)力。
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?圖4記憶合金梁式準零剛度隔振器
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?懸置波紋管式隔振器也是一類新型準零剛度隔振器（見圖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，通過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，而通過圖5所示機構(gòu)將波紋管容器懸置，在結(jié)構(gòu)受壓時使波紋管容器受拉，即可實現(xiàn)準零剛度。
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5 懸置波紋管式隔振器

分子彈簧隔振器（見圖6）也是一種新型準零剛度隔振器。分子彈簧是由含納米級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入多微孔材料的疏水微孔、卸載時水分子迅速逸出疏水微孔的原理，完成能量的儲存、釋放，實現(xiàn)隔振或緩沖。由于疏水毛細管力的作用，水在常壓下無法進入疏水微孔，此時分子彈簧具有極高剛度，當(dāng)壓強增加到某一臨界值而克服毛細管力時，水分子大量進入疏水微孔，分子彈簧剛度迅速降低，從而實現(xiàn)準零剛度特性。