[发明专利]一种准零刚度压杆

摘要

本发明公开了一种准零刚度压杆。所述准零刚度压杆主要由具有负刚度的半球环形凸起‑万向滚轮‑簧片机构和提供正刚度的竖直弹簧组成，其中万向滚轮安装在簧片上，而簧片由固定在外套筒内的环形套支撑，保证半球环形凸起的对中性。正负刚度元件的并联组合使压杆具有高静刚度低动刚度特征，使得其在静平衡位置处的刚度为零，并且在平衡位置附近呈现微小刚度特性。准零刚度压杆可安装于各类隔振平台，使其在各自由度上具有高静低动刚度特性，从而实现低频隔振。

主权项

一种准零刚度压杆，其特征在于，包括细长内杆(2)，套装在所述细长内杆(2)外的外套筒(4，5，6)，半开口式圆柱套筒(9)，以及用于调节所述外套筒与所述半开口式圆柱套筒(9)之间距离的内套筒(7)；所述细长内杆(2)的一端伸出所述外套筒外且另一端与一竖直弹簧(8)相连，具有正刚度的所述竖直弹簧(8)的一端定位于所述细长内杆(2)的端部，且所述竖直弹簧(8)另一端定位于开设在所述半开口式圆柱套筒(9)上的定位孔内；所述细长内杆(2)的外壁面上具有半球环形凸起(14)，所述半球环形凸起(14)的外表面为半球面；所述外套筒的内壁上装有环形套(10)，所述环形套(10)内壁上装有至少三个簧片(11)，每个所述簧片(11)内壁上均装有与所述半球环形凸起(14)接触的万向滚轮(12)，且所述簧片的连接固定采用两端固支的梁的形式；所述半球环形凸起(14)、所述簧片(11)和所述万向滚轮(12)之间构成负刚度元件；所述半球环形凸起(14)的半球面圆心与所述万向滚轮(12)的圆心位于同一水平面时的准零刚度压杆处于静平衡位置；所述准零刚度压杆的无量纲回复力和无量纲刚度分别为：${\stackrel{\‾}{f}}_{QZS}\left(\stackrel{\‾}{x}\right)=\stackrel{\‾}{x}-\frac{\stackrel{\‾}{x}}{1-{\stackrel{\‾}{\mathrm{\δ}}}_{QZS}}\[1-\frac{{\stackrel{\‾}{\mathrm{\δ}}}_{QZS}}{\sqrt{1-{\left(\stackrel{\‾}{x}\right)}^2}}\]$${\stackrel{\‾}{K}}_{QZS}=1-\frac{1}{1-{\stackrel{\‾}{\mathrm{\δ}}}_{QZS}}\[1-\frac{{\stackrel{\‾}{\mathrm{\δ}}}_{QZS}}{{(1-{\stackrel{\‾}{x}}^2)}^{3/2}}\]$其中，为所述半球环形凸起(14)偏离静平衡位置的无量纲位移量，为零刚度条件下所述簧片到所述细长内杆间的无量纲距离。