柴 凯，杨庆超，朱石坚，楼京俊

（1.海军工程大学 动力工程学院，武汉 430033；2.海军工程大学 船舶振动噪声重点实验室，武汉 430033）

矩形永磁铁的磁力计算及其应用

柴 凯1，杨庆超2，朱石坚2，楼京俊2

（1.海军工程大学 动力工程学院，武汉 430033；2.海军工程大学 船舶振动噪声重点实验室，武汉 430033）

负刚度结构可用于系统的低频隔振，依据等效磁荷法建立矩形永磁铁的磁力和刚度解析模型，得到实现负刚度的最优磁铁布置和充磁方向，并设计三磁体型准零刚度隔振系统。仿真结果表明，矩形磁铁磁力和刚度计算模型准确，三磁体型准零刚度隔振器在不影响载荷性能的前提下具有优越的低频隔振性能。

振动与波；矩形磁铁；负刚度；准零刚度；低频隔振

机械设备振动是潜艇辐射噪声的主要来源，隔振是控制振动向艇体传递的常用手段。降低固有频率和实现共振峰附近振动的高效隔离是提高隔振系统性能的关键[1]，传统的方法是通过降低系统刚度，但较低的刚度会使弹簧的静态位移增大，导致系统的承载能力降低。准零刚度隔振器是通过合理选择负刚度机构的几何和刚度参数，将正负刚度弹性元器件并联在静平衡位置附近获得零刚度的组合隔振器，系统的承载力由正刚度弹簧决定，负刚度元件用以减少系统动刚度，高静低动的特性能有效解决低频隔振下稳定性和隔振效果之间的矛盾，并显著扩大了隔振频带范围[2]。准零刚度隔振技术实现的关键在于负刚度机构的设计和计算，基于永久磁铁或电磁铁的负刚度机构因为无机械摩损、噪声小、无需润滑、可引入半主动控制调节系统刚度和承载能力不受负刚度机构影响等优点，引起了诸多学者的极大关注。……