张晓平， 何　琳， 周　炜

(1. 海军工程大学 振动与噪声研究所，武汉　430033； 2. 船舶振动噪声重点实验室，武汉　430033)



基于磁致负刚度装置的低频隔振平台理论设计

张晓平1.2， 何琳1.2， 周炜1.2

(1. 海军工程大学 振动与噪声研究所，武汉430033； 2. 船舶振动噪声重点实验室，武汉430033)

基于ANSYS的有限元法开展了三磁体永磁负刚度装置优化设计，采用APDL参数化设计语言，分析了永磁体材料特性及结构参数对负刚度性能的影响。分析表明导磁体能较大程度增强装置负刚度性能；选择剩磁大，矫顽力小的永磁体材料能增强装置的负刚度性能；在体积恒定的情况下，选择大的长宽比以及合适的宽厚比，能获得更大的负刚度性能；装置的初始间隙越小，负刚度性能越强。根据分析结果，采用永磁负刚度装置及钢丝绳隔振器，开展了低频隔振平台的理论设计。

负刚度；永磁体；有限元法；低频；隔振平台

在精密加工、精密测量领域，如MEMS制造、超大规模集成芯片生产、微细电火花加工等对环境振动具有极其严格的要求。超低频、微振动隔振系统[1]能隔离地基和环境微振动对超精密设备的影响，以提供平稳的工作环境。空气弹簧[2-3]以其极低的固有频率及较大的承载能力被广泛应用于精密隔振平台，然而空气弹簧隔振系统复杂，成本高，维护难度大。采用负刚度机构[4-6]与正刚度隔振系统并联，能够降低系统的固有频率，提高隔振系统的隔振性能。Carrella[7]提出使用三个相互吸引的永磁体构建负刚度机构，实验表明系统的固有频率从14 Hz降低到7 Hz。……