介电弹性隔振器的被动性能分析

【作者】 毛伯永； 谢石林； 张希农；

【机构】 西安交通大学航天航空学院/机械结构强度与振动国家重点实验室；

【摘要】 介电弹性是一种新型功能材料,在外界力载荷或电激励载荷下均会产生大变形行为,这种聚合物的特性可应用于机电作动器结构的被动、主动振动隔振控制。本文基于聚合物材料的自由能密度函数给出了一种介电弹性隔振器的力学模型并对其被动隔振性能进行数值仿真分析和试验验证。首先基于自由能密度函数给出了介电弹性隔振器的静力学模型;然而介电弹性材料是一种高分子聚合物材料,材料的弹性模量在一定范围内随着频率和温度的改变而改变,静力学模型并不能直接应用于隔振器的动态分析中,本文考虑了频率对弹性模量的影响,给出了一种随频率变化的隔振器动态力学模型,讨论了在不同的频率载荷输入时隔振器刚度的变化情况;最后基于一个单自由度振动隔振模型,对介电弹性隔振器的被动特性进行仿真分析和试验验证,结果表明,所给出的静力学模型和动力学模型能较好的描述介电弹性隔振器在被动工作模式下的力学性能;且通过隔振试验结果可以发现,该隔振器具有较大的粘滞阻尼,能较好的降低被隔振物体的共振峰值;因此这种隔振器可作为一种新型被动隔振器应用于轻质结构的隔振。更多还原