准零刚度隔振技术（一）

准零刚度隔振技术

高超声速飞行器在飞行过程承受严酷的振动环境，高量级的振动会使设备发生功能失效，甚至发生灾难性后果。NASA在上世纪70年代对历次航天发射事件进行了统计，结果表明振动环境是导致飞行失利最重要的因素之一。为保证振动环境下的装备性能，利用隔振器将装备与动态激励隔离是振动环境适应性设计最简单、有效的方法之一。本文将介绍一类高性能新型隔振器——准零刚度隔振器的发展现状和设计方案。

线性隔振理论表明，只有当激励频率大于√2倍固有频率时，系统才有隔振效果。隔振系统中隔振器的压缩量（平衡位置静位移）受到安装空间的约束和侧向稳定性需求的限制，因此若要提高承载能力需要隔振器具有较高刚度，然而高刚度又势必导致较高的固有频率。高承载能力和低固有频率之间的矛盾成为被动隔振技术发展的瓶颈，而低频隔振尤其是重型设备的低频隔振也一直是被动隔振的难点问题。

具有高静低动刚度特性的隔振器具有随压缩量变化的刚度，在零负载时，隔振器具有大静刚度（承载刚度）以确保高承载能力和小静位移，当负载压缩隔振器至静平衡位置时，隔振器动刚度大幅降低，因此该类隔振器兼顾高承载能力和低固有频率，有效解决了被动隔振的瓶颈问题。准零刚度隔振器即为一类非常有代表性的具有高静低动刚度特性的隔振器。顾名思义，准零刚度隔振器即为动刚度接近于零的隔振器，目前常见如下三种设计形式：

一是将负刚度机构并联到正刚度系统中实现准零刚度；

二是利用特定形状的结构力-形变之间的非线性关系实现准零刚度