一种橡胶隔振器的设计方法

一类准零刚度橡胶隔振器研究黎瑞和;王国砚;吴同;朱金龙【摘要】A disc-shaped rubber isolator with quasi-zero stiffness is designed.The stiffness characteristics of the rubber isolator system are studied by experiment and numerical simulation. In the experiment, typical tensile specimens and isolators of natural rubber with Shore hardness of 60 are prepared.The characteristic of the rubber material is obtained by uniaxial test.The stiffness characteristic of the isolator is obtained through static stiffness test and the stiffness compensation is carried out,which greatly widen the low stiffness region.A single degree-of-freedom system is constructed for vibration test. The influences of bottom diameter, thickness and inclination of the rubber isolator on the natural frequency of the system are analyzed. Optimal working conditions of the single vibration isolator are pointed out. Through stiffness compensation,the stability problem of the system is solved,the bearing capacity of the rubber isolator is raised,the natural frequency of the system is reduced by50 %,and the isolation range is greatly broadened.Then,numerical simulation of the static stiffness of the rubber isolator is conducted via displacement loading. The results are compared with those of experiment. The effectiveness of the finite element modeling is proved. The validity of some simplified formulas in the existing literatures is verified.And these formulas are recommended for preliminary design of the isolators.%设计具有准零刚度特性的碟形橡胶隔振器,分别从模型试验和数值模拟两方面对该系统的刚度特性进行研究.试验包括:利用邵氏硬度为60的天然橡胶制作隔振器和标准拉伸试件,通过单轴试验得到橡胶材料参数;采用静压试验分析隔振器的刚度特性并进行刚度补偿,有效拓宽低刚度区域;构造一个单自由度系统并进行振动试验,比较底直径、厚度、倾角对橡胶隔振器固有频率的影响,指出单个隔振器有效隔振的工作条件.通过刚度补偿解决单个橡胶隔振器失稳的问题,提高承载力并降低系统的固有频率达50 %,有效拓宽隔振区间.数值模拟包括:模拟静刚度,即通过位移加载模拟出与实验比较接近的结果,证明有限元建模的有效性;同时验证有关文献中简化公式的有效性,可将其用于前期设计.【期刊名称】《噪声与振动控制》【年(卷),期】2018(038)002【总页数】8页(P225-232)【关键词】振动与波;准零刚度;橡胶隔振器;静刚度;模型试验;数值模拟【作者】黎瑞和;王国砚;吴同;朱金龙【作者单位】同济大学航空航天与力学学院,上海200092;同济大学航空航天与力学学院,上海200092;同济大学航空航天与力学学院,上海200092;中建二局第一建筑工程有限公司,北京100176;同济大学航空航天与力学学院,上海200092【正文语种】中文【中图分类】O328在许多工程领域，常遇到需要隔振、减振的问题。

YJK的消能减震设计和隔震设计北京盈建科软件股份有限公司2014年9月目录YJK的消能减震设计和隔振设计 (1)第一节消能减震设计 (1)1. 规范要求 (1)2. YJK消能减震设计过程 (1)3. 附加给结构的有效阻尼比计算 (4)4. 与Etabs对比分析 (4)第二节隔震设计 (5)1. 提供减震结构的非线性时程分析计算——FNA算法 (5)2. 在计算前处理进行隔震设置 (7)3. 时程分析计算 (9)4. 求出地震力的水平向减震系数β (9)5. 对非隔震结构按照αmaxl进行结构设计计算 (9)6. 也可用振型反应谱法计算隔震结构 (9)7.隔震支座的位移和轴力 (10)第三节非线性连接单元的动力性质 (11)1. 粘滞阻尼单元 (12)2. 橡胶隔震单元 (12)第四节隔震计算与Etabs对比分析 (13)Etabs算例1—云县图书馆 (13)一、工程概况 (13)二、Etabs计算模型 (13)三、YJK计算模型 (17)四、反应谱计算计算结果对比 (18)五、时程分析计算结果对比 (21)六、结论 (22)Etabs算例2—东川紫荆家园 (22)一、工程概况 (22)二、Etabs计算模型 (23)三、YJK计算模型 (27)四、反应谱计算计算结果对比 (28)五、时程分析计算结果对比 (31)六、结论 (33)YJK算例1—27328 (33)一、工程概况 (33)二、YJK计算模型 (34)三、Etabs计算模型 (35)四、结果对比 (35)YJK算例2—23811 (36)一、工程概况 (36)二、YJK计算模型 (37)三、Etabs计算模型 (38)四、结果对比 (38)YJK算例3—23811隔震带地下室 (39)一、工程概况 (39)二、YJK计算模型 (40)三、Etabs计算模型 (41)四、结果对比 (42)YJK算例4—24601（单塔） (43)一、工程概况 (43)二、YJK计算模型 (44)三、Etabs计算模型 (45)四、结果对比 (47)第五节某隔震工程设计过程 (48)一、建模 (48)二、计算前处理及隔震支座布置 (49)三、反应谱法计算结果 (50)四、时程分析计算 (52)五、设计方法 (52)YJK的消能减震设计和隔振设计第一节消能减震设计YJK的阵型分解反应谱法和时程分析方法都支持消能减震结构的设计计算。

隔振器隔振原理隔振器是一种用于减少或消除振动传递的装置。

它的工作原理是通过减震材料或减振结构将振动能量转化为其他形式的能量，从而实现隔振效果。

隔振器的隔振原理主要包括质量阻尼和刚度阻尼两个方面。

质量阻尼是指隔振器本身的质量比被隔振物体的质量大，使得振动能量主要转化为隔振器的动能而不是传递给被隔振物体。

刚度阻尼是指隔振器的刚度比被隔振物体的刚度小，使得振动能量主要通过隔振器的弹性形变来吸收和消散。

质量阻尼是隔振器中常用的隔振原理之一。

通过增加隔振器的质量，可以降低振动传递的能力，从而减少被隔振物体的振动。

例如，在汽车工程中，车辆的发动机产生的振动会通过发动机座橡胶隔振器传递给车身，为了减少车身的振动，可以在发动机座上安装质量较大的隔振器，使得发动机的振动能量主要转化为隔振器的动能而不是传递给车身。

刚度阻尼是隔振器中另一个常用的隔振原理。

通过降低隔振器的刚度，可以增加振动系统的自然频率，从而减小振动传递效应。

例如，在建筑物中，地震会产生很大的地面振动，为了保护建筑物不受地震影响，可以在建筑物的基础上安装刚度较小的隔振器，使得地震的振动能量主要通过隔振器的弹性形变来吸收和消散，从而减小建筑物的振动。

除了质量阻尼和刚度阻尼，隔振器还可以利用压缩空气、液体或弹簧等材料的特性来实现隔振效果。

例如，软管隔振器中的压缩空气可以通过空气的压缩和膨胀来吸收和消散振动能量；液体隔振器中的液体可以通过流动和黏滞阻尼来减少振动传递；弹簧隔振器中的弹簧可以通过弹性形变来吸收和消散振动能量。

隔振器的隔振效果与其结构设计、材料选择和工作条件等因素密切相关。

合理的结构设计和材料选择可以提高隔振器的隔振效果，而不同的工作条件可能对隔振器的性能产生影响。

因此，在实际应用中，需要根据具体的振动源和被隔振物体的特点来选择合适的隔振器，并进行适当的设计和调试。

隔振器通过质量阻尼和刚度阻尼等原理来减少或消除振动传递，从而实现隔振效果。

合理的结构设计、材料选择和工作条件可以提高隔振器的性能。

舰船用隔振器系列型谱概述及解释说明1. 引言1.1 概述隔振器系列型谱是一种用于舰船的重要技术工具，它可以帮助我们理解和分析舰船在运行时产生的噪音和振动问题。

通过对隔振器系列型谱的解释和说明，我们能够更好地认识和应对这些问题，从而提高舰船的运行效率、操作环境品质以及结构设备的可靠性和寿命。

1.2 文章结构本文将按照以下结构来介绍舰船用隔振器系列型谱的概念、应用范围以及解释与分析方法：引言部分进行概述，并阐明文章的结构安排；正文部分详细阐述隔振器系列型谱相关内容；随后，在第三节中解释说明什么是隔振器系列型谱，并介绍其应用范围以及解释与分析方法；接下来，在第四节中探讨舰船用隔振器系列型谱的重要性，包括减少噪音和振动对设备的影响、提高运行效率和操作环境品质以及增强结构设备的可靠性和寿命；最后，在结论部分总结主要观点和发现，并提出对未来研究方向的展望与建议。

1.3 目的本文的目的是全面介绍和解释舰船用隔振器系列型谱，帮助读者了解其相关概念、应用范围以及解释与分析方法。

通过本文的阐述，读者将能够更好地理解和应用隔振器系列型谱，从而为舰船的运行、设备保养和提升工作环境等方面提供科学依据。

同时，本文也旨在为未来研究方向提供一些展望与建议，以促进这一领域的深入发展。

注：该部分只是引言部分大纲，具体内容需要根据实际情况展开撰写。

2. 正文在舰船设计和运行中，隔振器系列型谱扮演着重要的角色。

隔振器是一种用于减少机械设备产生的噪音和振动传递到舰船结构的装置。

它们通过减少振动能量的传播，改善了舰船内部的操作环境，并提高了设备的可靠性和寿命。

隔振器系列型谱包含了各种类型和规格的隔振器。

这些隔振器可以根据其结构、工作原理、安装位置等因素进行分类。

不同类型的隔振器具有不同的频率响应特性和功效。

在设计舰船时，需要根据所需控制的频率范围选择合适类型的隔振器。

例如，对于高频噪音和共振问题，常使用弹簧隔振器或液体阻尼器。

而对于低频振动问题，则更倾向于采用活塞式或橡胶隔振器。

建筑安装工程橡胶隔振组合式装置施工工法建筑安装工程橡胶隔振组合式装置施工工法一、前言随着建筑行业的发展和人们对居住环境要求的提高，安装工程中隔振装置的作用变得愈发重要。

橡胶隔振组合式装置作为一种有效的隔振技术，得到了广泛应用。

本文将介绍橡胶隔振组合式装置施工工法，包括其特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及实例，以期为实际工程提供指导意义。

二、工法特点橡胶隔振组合式装置具有以下几个特点:1.采用橡胶作为主要材料，具有良好的隔振效果。

2. 结构简单，安装方便，可以适应不同的建筑结构。

3. 系统稳定性高，寿命长，能够满足建筑工程的使用要求。

4. 具有良好的环境适应性，能够减少噪音和振动对周围环境的影响。

三、适应范围橡胶隔振组合式装置适用于各种建筑工程，特别是高层建筑、桥梁、机场、地铁等需要减少振动和噪音的场所。

它可以有效减少地震、风荷载、机械振动等因素对建筑结构和设备的影响，保障建筑安全。

四、工艺原理橡胶隔振组合式装置的工艺原理是通过橡胶材料的柔性和阻尼特性，将振动和噪音转化为热能和弹性形变，从而达到隔离和减震的效果。

具体工艺原理是在结构的基础上铺设橡胶隔振垫，并采用预压装置进行固定，形成一个隔振系统。

五、施工工艺 1. 准备工作：确定装置类型、规格和数量，检查施工材料的质量和数量。

2. 基础处理：对建筑结构的基础进行清理和处理，确保基础平整。

3. 隔振垫安装：根据设计要求，将橡胶隔振垫铺设在基础上，并使用固定装置将其固定。

4. 补充装置：根据需要，可以在隔振垫上添加填充材料，如黏土或沙子，以进一步提高隔振效果。

5. 安装支撑：根据设计要求，安装支撑装置，使建筑物和设备与橡胶隔振组件连接。

6. 验收和调试：对隔振装置进行验收和调试，确保其性能和效果符合设计要求。

六、劳动组织橡胶隔振组合式装置施工工法需要组织一支专业的施工队伍，并确定施工人员的职责和工作流程。

减振与隔振及方法减振和隔振是两个相对的概念，它们都是为了减少或者消除振动对系统或者设备的不利影响而采取的措施和方法。

下面我将具体介绍减振和隔振以及它们的方法。

减振是指减少或者降低振动的幅度和频率，使其接近或者达到系统或者设备的要求标准。

减振的目的是降低振动带来的噪声、能量损耗、疲劳和破坏等不良影响。

减振的方法主要有以下几个方面：1.调整结构设计：通过改变系统或者设备的结构设计来减振，例如增加刚度、增大质量、改变支撑方式等。

这样可以提高系统或者设备的自然频率，从而减小振幅和能量传递。

2.使用减振器：减振器是一种专门设计的装置，用于降低系统或设备的振动。

常见的减振器有弹簧、阻尼器、减震器、液体阻尼器等。

减振器可以消耗能量、降低系统的振幅和频率，从而达到减振的效果。

3.增加阻尼：通过增加阻尼来减少振动的幅度和振动的能量，阻尼的增加可以通过材料的选择、阻尼装置的使用等实现。

4.控制激励源：通过控制振动激励源来减振，例如降低激励源的频率或者幅度、改变激励源的位置等。

隔振是指通过隔离振动源和被振动系统之间的能量传递路径，减少或消除振动对系统或设备的干扰。

隔振的目的是防止振动的传递，保护人员和设备的安全，减少结构震动对周围环境的影响。

隔振的方法主要有以下几个方面：1.使用隔振材料：隔振材料是能够吸收、阻止和反射振动能量的材料。

常见的隔振材料有橡胶、泡沫塑料、聚氨酯等。

使用隔振材料可以减少振动的传递和传播。

2.使用隔振设备：隔振设备是一种专门设计的装置，用于隔离振动源和被振动系统之间的能量传递路径。

常见的隔振设备有减振床、隔振支座、隔振板等。

使用隔振设备可以有效地减少振动的传递和干扰。

3.控制振动传递路径：通过改变振动传递路径来减少振动的传递和干扰，例如增加隔离层、改变支撑方式、增加缓冲层等。

4.隔离空气动力振动：对于空气动力振动，可以通过增加隔离层、使用吸振装置、改变结构设计等方法来进行隔离。

总之，减振和隔振都是为了减少振动对系统或设备的不利影响而采取的措施和方法。

2.4 隔振工程复习要求1、熟悉各类隔振器材的性能特点及应用技术。

2、掌握隔振设计的基本方法。

3、了解各类阻尼材料的性能特点及应用技术。

一、常用隔振器的分类从理论上说，凡是具有弹性的材料均能作为隔振器材来使用，但在实际工程应用上往往会受到一些限制。

满足以下条件的可作为隔振器材使用：（1）弹性性能优良，刚度低；（2）承载力大，强度高，阻尼适当；（3）耐久性好，性能稳定，不因外界温度、湿度等条件变化而导致性能发生较大变化；（4）抗酸、碱、油的侵蚀能力较强；（5）取材容易，价格稳定；（6）加工制作和维修、更换方便；（7）无毒，无放射性；（8）具有阻燃性能。

隔振器材分类较复杂，可按材料种类或结构形式划分，也可按用途进行分类。

见表5-2-29。

1、橡胶隔振器橡胶隔振器是利用橡胶材料制成的最简单的隔振元件，也是工程中常用的隔振装置。

分为压缩型、剪切型、压剪复合型。

橡胶隔振器一般由约束面和自由面构成，约束面通常和金属相接，自由面则是指垂直加载于约束面时产生变形的那一面。

橡胶隔振器的隔振参数不仅于使用的橡胶材料成分有关，还与构成形状、受力方式等因素有关。

橡胶隔振器与弹簧相比有如下特点：（1）橡胶较易成型，与金属能牢固地黏结在一起，可做成各种任意复杂形状。

（2）橡胶有内摩擦，临界阻尼较大，因此很少发生钢弹簧那样的强烈共振，或者螺旋弹簧特有的通过共振现象。

另外，橡胶隔振器通常是由橡胶和金属结合而成的，金属与橡胶复合后的声阻抗较大，能够有效地起到隔声作用。

（3）橡胶隔振器的弹性系数可以通过改变橡胶成分、改变结构等办法在较大范围内变更，以满足设计和使用的需要。

（4）橡胶隔振器对太低的固有频率不适用，静态压缩量也不能太大。

因此，对具有较低的干扰频率的系统和重量特别大的设备不适用，较适用于中、小型设备的隔振，常用的适用频率范围为5~15Hz 。

（5）橡胶隔振器性能受温度影响较大。

高温下使用性能不好；在低温下使用弹性系数会改变。

橡胶隔振器在实现变压器减振降噪中的应用随着社会的发展和科技的进步，人类越来越重视生态环境和环境保护。

在生产、生活和工业领域中，噪声和振动往往是最常见的环境污染之一。

由于已经被证明噪声和振动对人的身体健康和心理健康都有非常负面的影响，所以减少或消除噪声和振动是十分必要的。

在实现变压器减振降噪中，橡胶隔振器的应用就显得尤为重要。

一、橡胶隔振器的基本原理隔振器是一种可以减缓和吸收振动的装置。

其工作原理就是通过吸收振动能量，将它们转化为热能或其他形式的能量来减小振动的强度和噪声的产生。

橡胶隔振器是一种基于橡胶材料的隔振装置，它主要由弹性体、金属件和螺栓等组成，可以将机械设备和建筑结构与固定地面隔离，从而减小振动和噪声产生的程度。

二、橡胶隔振器在变压器减振降噪中的应用在工业生产中，变压器的噪声和振动是一个很大的问题。

在许多建筑和生产环境中，变压器的噪声和振动都已经超过了国家标准的限制范围，对周围的居民和工作人员都产生了非常严重的影响。

因此，实现变压器减振降噪就成了必选的选项。

接下来，我们将探讨橡胶隔振器在变压器减振降噪中的应用。

1.橡胶隔振器的优点橡胶隔振器作为隔振装置的一种，有着很多优点。

首先，它具有高的振动吸收能力，可以将设备或建筑结构的振动吸收到橡胶隔振器内部，从而有效降低其在周围产生的噪声和振动。

其次，橡胶隔振器的生命周期长，可靠性高，不需要维护，使用起来非常方便。

此外，该装置的成本低廉，可量身定制，方便简单的进行安装和更换。

2.橡胶隔振器的应用在变压器减振降噪中，橡胶隔振器可以应用于各种类型的变压器，并且可以适用于不同大小和规模的变压器。

其主要功能就是减少变压器的振动和降低噪声的产生，保证变压器的稳定运行。

3.橡胶隔振器在使用过程中可能出现的问题虽然橡胶隔振器具有很多的优点，但是在使用过程中也可能存在一些问题。

例如，橡胶隔振器在老化或长期使用过程中容易出现断裂或变形。

这种情况下，橡胶隔振器会失去其吸收振动的作用，变压器的振动和噪声就会重新增加。