隔振性能的案例
三維晶格超材料的隔振性能及耐撞性研究
原文摘要：
本文研究了一種新型三維（三維）晶格超材料的隔振性能和耐撞性，該材料的單元由一個空心菱形十二面體和六個圓柱管組成。由于超材料中存在帶隙，可以抑制三維超材料中彈性波的傳輸。同時，當發生碰撞時，三維超材料可以通過塑性變形來吸收破碎能量。研究了結構參數對新型三維超材料的帶隙特征和碰撞行為的影響。結果表明，結構參數在確定帶隙特征和碰撞行為方面起著至關重要的作用。因此，通過合理地調整結構參數，可以獲得所需的隔振性能和耐撞性。最后，從隔振性能和耐撞性等綜合方面進行了多目標優化，得到了新型三維超材料的優化設計。本工作為開發具有隔振性能和耐撞性的多功能超材料提供了新的可能性。
原文總結：
該研究提出了一種新型的三維變形材料的設計，并對其振動隔離能力和耐撞性進行了全面的研究。通過多目標優化來優化變形材料，同時考慮了振動隔離和耐撞性。主要結論如下：
(1) 通過調整所提出的三維變形材料的結構參數，可以控制帶隙和破壞響應，從而控制振動隔離特性和能量吸收性能。
(2) 第6和第7頻帶之間的帶隙隨著b的增加而先打開后關閉。帶隙的群速度范圍隨著b的增加而呈現先增加后減小的趨勢。頻帶的能量傳遞效率(PCF)和聲能吸收效率(SEA)隨著b的增加而增加。
(3) 第6和第7頻帶之間的帶隙隨著d的增加而逐漸減小。帶隙的群速度范圍隨著d的增加而呈下降趨勢。頻帶的能量傳遞效率(PCF)在d增加時先減小后增加。總體上講，隨著d的增加，聲能吸收效率(SEA)的差異并不顯著。
(4) 隨著t的變化，群速度范圍的變化相對較小。頻帶的能量傳遞效率(PCF)和聲能吸收效率(SEA)隨著t的增加而增加。
展開 某皮卡振動噪聲診斷分析與懸置系統隔振性能的優化
對測試的數據進行了分析，結合產生的機理，本著“以較小的改動獲得較大的減振降噪效果”的原則對動力總成懸置進行了系統的建模、仿真分析和隔振性能的優化。最后對優化懸置之后的皮卡進行了測試。測試結果和原車相比，怠速時方向盤12點X方向振動降低43%在發動機2 000~3 000 r/min經濟轉速范圍,變速桿振動降低約50%,在4 000 r/min以后，振動下降更多；駕駛員導軌在2 500r/min轉速以后的振動有明顯改善，車內噪聲也明顯降低
某皮卡振動噪聲診斷分析與懸置系統隔振性能的優化.pdf
船用隔振器動態性能測試方法研究
因此艦船設備通常需要進行隔振設計，既能增強艦船用設備的抗沖擊能力，又能減小振動機械噪聲從而增強聲隱身的效果。隔振器的動態性能的優劣，對艦船設備顯得尤為重要。本文對隔振器常見的動態性能測試方法進行研究，并通過電動振動臺組建了基礎激振法動態性能測試系統，通過疲勞試驗機組建了橢圓法動態性能測試系統，實現了隔振器動剛度的測試。同時，針對影響橢圓法動態性能測試結果的相關參數（激振頻率、激振位移幅值）進行了研究，結果表明，激振頻率、激振位移幅值的選值對測試結果有著較大的影響，這將為隔振器動態性能試驗的準確性評估提供參考依據。
作者：周煥陽，姚明格，張望，劉浩，孫航
單位：天津航天瑞萊科技有限公司
簡介：周煥陽，工程師，主要從事環境與可靠性試驗技術研究、結構強度試驗技術研究工作。
引言
艦船在服役期間可能遭受較為嚴酷的環境條件。一方面，艦艇在戰斗時可能會遇到魚雷等武器爆炸形成的沖擊力而導致的艦艇結構變形和振動破壞，嚴重時造成人員傷亡和船體破壞。另一方面，艦船內部安裝的主、輔機等裝備運轉時也會產生振動，不僅對艦船上電子設備造成一定的損害，也會向外輻射出機械噪聲而降低艦船的聲隱身效果。因此必須對艦船進行隔振設計，在艦船設備與其安裝基座之間安裝隔振器，既能增強艦船用設備的抗沖擊能力，又能減小振動降低艦船向外輻射的機械噪聲，從而增強聲隱身的效果。隔振器的動態性能的優劣，對艦船設備顯得尤為重要，因此更需要對其進行實驗研究以便更好地掌握其隔振性能。
展開 一類高性能隔振器：準零剛度隔振技術
為保證振動環境下的裝備性能，利用隔振器將裝備與動態激勵隔離是振動環境適應性設計最簡單、有效的方法之一。本文將介紹一類高性能新型隔振器——準零剛度隔振器的發展現狀和設計方案。
線性隔振理論表明，只有當激勵頻率大于√2倍固有頻率時，系統才有隔振效果。隔振系統中隔振器的壓縮量（平衡位置靜位移）受到安裝空間的約束和側向穩定性需求的限制，因此若要提高承載能力需要隔振器具有較高剛度，然而高剛度又勢必導致較高的固有頻率。高承載能力和低固有頻率之間的矛盾成為被動隔振技術發展的瓶頸，而低頻隔振尤其是重型設備的低頻隔振也一直是被動隔振的難點問題。
具有高靜低動剛度特性的隔振器具有隨壓縮量變化的剛度，在零負載時，隔振器具有大靜剛度（承載剛度）以確保高承載能力和小靜位移，當負載壓縮隔振器至靜平衡位置時，隔振器動剛度大幅降低，因此該類隔振器兼顧高承載能力和低固有頻率，有效解決了被動隔振的瓶頸問題。準零剛度隔振器即為一類非常有代表性的具有高靜低動剛度特性的隔振器。顧名思義，準零剛度隔振器即為動剛度接近于零的隔振器，目前常見如下三種設計形式：
一是將負剛度機構并聯到正剛度系統中實現準零剛度；
二是利用特定形狀的結構力-形變之間的非線性關系實現準零剛度；
三是采用全新的隔振機理。
展開 
某乘用車踏板振動優化控制研究
測點包括動力總成本體振動，懸置系統隔振，以及副車架，防火墻，踏板支架和踏板本體振動。測試工況為 2檔，3 檔全加速。
2.2 測試結果分析
1）發動機本體振動
圖 2 為發動機本體振動測試結果，研發車型與競品車型發動機本體振動水平基本一致，全階與 2 階振動幅值與目標車型相當，發動機主要激勵研發車型不高于競品車，說明盡管研發車型存在踏板抖動問題，但不是因發動機激勵源過大造成的。
圖 2 發動機本體振動
2）懸置系統隔振性能
圖 3 懸置系統隔振結果
圖 3 為懸置系統隔振測試結果，對比該研發車型與競品車型懸置系統 2 階隔振性能，盡管懸前懸后振動幅值存在一定差異，但主要激勵方向發動機 X 向和 Z 向隔振量均達到20dB，而且在引起踏板抖動的轉速范圍內車身側振動沒有出現明顯峰值，由此可以確定踏板抖動問題并不是由懸置隔振性能差導致的。
3）主要結構件動態特性
對車內響應點踏板振動數據進行時頻分析，在踏板抖動問題出現轉速區域與加速踏板 X 向振動相關（Y 向、Z 向并無明顯振動峰值，如圖 4 所示），發動機 2 階振動與 83Hz 共振帶的疊加導致在 2500rpm 左右的振動峰值。由于發動機 2 階激勵和懸置系統的 2 階隔振均達到同級別車型的性能目標要求，因此確定 83Hz 共振帶的來源成為解決這一問題的關鍵。
圖 4 踏板振動時頻譜圖
對比各結構件振動測試數據，83Hz 共振帶在防火墻 X向、踏板支架 X 向和加速踏板 X 向均存這一特征（如圖 5 所示），而且這些部件彼此相連，同時振幅基本一致，說明這些部件在這一頻率下有相同的工作模態。
展開 設計仿真 | 基于MSC Nastran懸置優化（二）
? 基于非線性剛度特性，MSC Nastran計算顯示彈簧單元變形-力對應關系：
MSC Nastran 動力學、非線性功能完整的覆蓋了動力懸置開發中的模態分析、頻響分析完成動力系統的隔振性能分析。典型工況與極限工況（線性段與非線性限位）校核，能夠控制各種運行位移；同時，在同一環境下完成懸置支架強度校核。
設計仿真 | 基于MSC Nastran懸置優化（二）
? 基于非線性剛度特性，MSC Nastran計算顯示彈簧單元變形-力對應關系：
MSC Nastran 動力學、非線性功能完整的覆蓋了動力懸置開發中的模態分析、頻響分析完成動力系統的隔振性能分析。典型工況與極限工況（線性段與非線性限位）校核，能夠控制各種運行位移；同時，在同一環境下完成懸置支架強度校核。
設計仿真 | 基于MSC Nastran懸置優化（二）
? 基于非線性剛度特性，MSC Nastran計算顯示彈簧單元變形-力對應關系：
MSC Nastran 動力學、非線性功能完整的覆蓋了動力懸置開發中的模態分析、頻響分析完成動力系統的隔振性能分析。典型工況與極限工況（線性段與非線性限位）校核，能夠控制各種運行位移；同時，在同一環境下完成懸置支架強度校核。
錘擊法對輪轂進行模態分析
1 引言
隨著生活品質的不斷提升，人們對汽車綜合性能的要求也日益增長。其中，減輕振動強度和降低噪聲是提高乘車舒適性的重要內容之一。模態分析與試驗是其中關鍵技術之一，通過模態試驗分析，得到產品結構的模態參數，可為結構設計部門進行結構系統的振動特性分析、結構動力特性優化設計和修改提供準確的參數依據和方向。
輪轂是汽車運動的重要部件，在行駛過程中，承受來自路面不同幅值、不同頻率的激勵以及動力系統傳遞到輪轂的各種激勵，從而引起輪轂不同形態的變形。其性能的優劣將直接關系到汽車的操縱穩定性、行駛安全性和乘坐舒適性等，而當動態變形波動的次數累積到某一個固定值，就會造成材料的永久變形和疲勞裂紋，繼而導致永久失效。
圖1 輪轂
從結構疲勞的角度來看，在輪轂設計時應盡量避免因其固有頻率與其它系統共振引起的失效和乘車舒適性不佳的問題；從噪聲振動傳遞特性的角度來看，汽車在行駛過程中，路面激勵首先作用到輪胎上，再由輪轂傳遞到輪輻，進而通過懸架傳遞到車內，所以輪輻和輪轂之間的傳遞特性是整條傳遞路徑中關鍵的一環，因此獲得并優化車胎的傳遞特性，可有效的消除車內的振動噪音。
另一方面，輪轂的側向剛度也是影響車內噪音和振動的關鍵參數，側向剛度越大，車輪抵抗變形的能力越強，其大小也決定著輪胎的隔振性能。同時，這些關鍵參數之間相互影響，因此準確地獲得這些試驗參數，分析輪轂的振動噪音特性，為最終輪轂的設計、優化提供可靠的試驗依據，并能有效地解決汽車的振動噪聲問題，改善乘車舒適性。
2 應用案例
東風汽車采用漢航Hunter Box硬件和NTS.LAB模態測試分析及輪胎力傳遞率和側向剛度分析軟件，通過試驗方法獲取結構的模態信息、力傳遞率及剛度參數，并與有限元結果進行對比，從而驗證有限元模型的準確性以及可供優化設計的方向。
展開 建筑結構丨清華大學教授潘鵬：地鐵周邊建筑三維隔振技術研究
清華大學教授潘鵬在“第四屆工程結構減隔震與高效抗震技術交流會”上做了題為《地鐵周邊建筑三維隔振技術研究》的精彩報告！
報告主要分為五個部分：技術背景；三維隔震（振）裝置開發；三維隔震（振）結構振動臺試驗；建筑三維隔震（振）技術的工程應用；總結。
開篇介紹了研究背景和意義。中國地鐵全面建設，40多個城市開始修建地鐵， 未來十年中國軌道交通市場將建7395公里地鐵線，總價值達3萬8千億。地鐵運行引起的環境振動已成為城市重要的環境污染源。
地鐵運行激勵所導致的周邊結構振動，特別是豎向振動不容忽視。建筑應對地鐵環境振動的綜合解決方案主要有三種：軌道隔振、傳播途徑隔振、建筑物隔振。
一、技術背景
該部分主要介紹了建筑三維隔震（振）技術的定義。
二、三維隔震（振）裝置開發
本節介紹了橡膠-雙摩擦擺三維隔震（振）支座的定義、支座性能試驗、支座試件豎向剛度、支座試件極限承載力、支座水平性能、支座性能試驗的結果。
通過支座性能試驗主要結論如下：1）豎向壓力變化的幅值增大時，表現出的等效豎向剛度減小，因此區分豎向單調剛度（大幅值）和豎向循環剛度（小幅值），分別為296kN/mm和458kN/mm。預計在軌道交通振動隔振中支座表現的自振頻率為8.8Hz。
展開 電動車驅動電機振動噪聲研究綜述
2008年蔡建江對驅動電機一副車架懸置系統進行建模并仿真，提出電機懸置的隔振性能對高速工況下車內噪聲有主要作用，通過改善懸置隔振性能和副車架剛度是改善車內噪聲的有效途徑。
某純電動車開空調車內振動噪聲分析與優化
3 優化方案提出及效果驗證
3.1 優化方案分析
由于該問題主要原因是壓縮機一階振動激勵與動力總成剛體模態共振，分別通過方向盤模態及聲腔模態耦合放大導致，基于項目實際情況，優化方向考慮兩方面，一是在壓縮機振動傳遞路徑上增加隔振降低共振激勵源壓縮機振動，二是將動力總成剛體模態與方向盤及聲腔模態解耦。
由于動力總成剛體模態與懸置靜剛度相關性大，且調整靜剛度改動較小，但懸置靜剛度與隔振性能也強相關，所以首先考慮驗證將動力總成剛體模態與方向盤模態及聲腔模態解耦方向進行。該車動力總成懸置采用3點式支撐結構，左右懸置相同，3個懸置設計狀態靜剛度也相同。為了判斷各懸置靜剛度對pitch剛體模態影響趨勢，先后更換不同靜剛度的左、右懸置和全套懸置樣件，并進行動力總成剛體模態測試，其懸置靜剛度參數及pitch剛體模態變化見表1所示。
表1 動力總成Ry剛體模態隨懸置靜剛度變化表
通過對表1進行分析，可以看出方案1僅改變左右懸置靜剛度，此時pitch剛體模態基本無變化，主觀評價其改善效果也不明顯。方案2在方案1基礎上僅改變后懸置靜剛度，pitch剛體模態則提高了8Hz，其車內振動噪聲測試結果見圖5、圖6中方案2所示。相比于原狀態，車內振動噪聲峰值轉速從3000r/min提高到了3400r/min附近，方向盤振動有一定的改善，但駕駛員右耳噪聲變得更差，主觀評價不可接受。故通過提高懸置靜剛度來提高pitch剛體模態方向不可行，轉而往降低靜剛度方向進行驗證。經綜合評估懸置靜剛度對整車耐久及隔振性能的影響，左右懸置及后懸置靜剛度最低可降至250N/mm和300N/mm，此方案測試結果見表1方案3所示，其pitch剛體模態僅降至43Hz，經主觀評價該方案改善效果也不明顯，故將下一步優化方向放在加強傳遞路徑隔振上。
展開 某型電動汽車路噪性能優化
2)路噪性能屬于整性能，只進行單一零部件優化無法達成優化目標。
3)低頻噪聲問題需著重關注橡膠件的隔振性能及大面積鈑金件的剛度。
作者：劉偉 韓騰飛 楊少鵬 詹定海 耿鵬飛
作者單位：長城汽車股份有限公司
來源：汽車工程師
文章來源：汽車nvh云講堂
為何支架剛度要比懸置剛度大十倍？
為了充分發揮懸置的隔振性能，同時減少懸置系統對于NVH問題（如敲擊）的傳遞貢獻量，支架剛度要充分得比懸置剛度大就是很顯然的要求了。
當然我們還要注意以下幾點：
我們以上所討論的是簡化模型，實際工程中支架的自由度是無限多的。支架剛度過小可以導致系統整體的模態頻率集中在中低頻段，從而造成這一頻段內的響應都過于糟糕。
實際工程中的振動問題多集中在中低頻段，適當提高支架剛度可以使系統模態頻率盡量的避開這些頻段。較高的系統固有頻率還會改善系統響應。
來源：NVH攻城獅
作者： 牛輝
汽車座椅的耐久性測試需要用到哪些設備?
多物理場耦合加速老化艙：復合多環境因素，加速老化進程，快速評估材料與結構抗老化性能。
（四）動態加載與模擬設備：復雜工況下的耐久性驗證設備
模擬動態載荷、碰撞等極端工況，測試座椅結構穩定性與安全性，補充耐久性測試。
六自由度振動臺：模擬整車路譜振動，測試座椅隔振性能與動態疲勞強度。
沖擊/碰撞模擬試驗臺：模擬碰撞工況，測試座椅關鍵部位沖擊強度，保障駕乘安全。
H點人體模型/假人加載系統：按人體工程學施加載荷，確保測試貼合實際，符合法規要求。
（五）數據采集與控制系統：測試過程的精準監控與分析設備
負責數據采集、自動化控制與分析，保障測試數據精準可追溯，支撐品質優化。
多通道數據采集儀：采集各類測試參數，生成曲線與報表，分析座椅疲勞規律。
壓力分布測試系統（SPI）：監測壓力分布，評估舒適性衰減，支撐設計優化。
數字孿生測試平臺：采集千余項參數，實現測試可視化、智能化分析，助力研發迭代。
二、專業測試解決方案提供商——北京沃華慧通測控技術有限公司
汽車座椅耐久性測試的精準度、高效性，離不開專業的測試設備與定制化解決方案。北京沃華慧通測控技術有限公司作為國內領先的汽車座椅測試設備與解決方案提供商，深耕汽車座椅測試領域多年，專注于汽車座椅耐久、強度、舒適性全流程測試裝備的研發與制造，為整車廠、座椅供應商提供從研發到量產的一站式測控服務，助力企業提升座椅品質，滿足行業標準與市場需求。
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