International Journal of Mechanical Sciences (中科院1区, Top, 7.3)
Vibration isolation using a hybrid lever-type isolation system with an X-shape supporting structure
可实现低频或宽频带频率的隔振。由于结构的几何非线性，系统具有固有的非线性刚度和阻尼特性。理论分析表明，混合隔离系统可以通过显著提高抗共振频率带宽（通过设计结构参数）来实现非常好的超低频隔离。值得注意的是，该系统可以实现前所未有的均匀低宽带振动传递率。
在许多工程实践中，振动控制往往是一个关键而困难的问题。在在轨航天器的微振动控制中可以看到一个典型的例子，微振动可以由在轨航天器中的各种机械部件产生，如低温冷却器、移动反射镜和反应/动量轮组件，主要出现在小于1 Hz到1 kHz的频率范围内。由于航空航天中环境阻尼很小，微振动可能会长期存在，从而降低航天器上敏感仪器的工作环境。通常，通常采用被动隔离技术来抑制振动[3-6]。通过被动阻尼可以耗散振动能量，通过设计低被动刚度的隔振系统可以抑制高频扰动。被动隔振以其高可靠性、易于实现和低开发成本而闻名，但对低频振动可能无效。
隔震系统的非线性刚度设计导致不同的非线性刚性特性，如准零刚度[7-11]和负刚度[14, 15]。
为了解决低频振动隔离问题，经常使用主动控制方法[17-21]。尽管通过有源隔离技术可以获得优异的低频隔离性能，但在实施过程中存在高能量成本、高开发费用、驱动饱和、稳定性问题和/或实现的复杂性等。
杠杆式隔振系统可以改变系统惯性，从而降低共振频率并产生反共振频率[27-29]。由于反共振频率可以设计到低频区（小于共振频率)，因此，杠杆式隔离系统可以实现超低频隔离效果[27]。
本文研究了一种新型的X形结构强化混合杠杆式隔振系统，该系统将剪刀状结构和杠杆式结构的特点结合在一起，旨在探索固有的结构非线性，从而在被动和/或半主动方式下获得优越的低/宽频带频率隔振/控制性能。采用谐波平衡法对系统进行数学建模，分析系统的非线性动力学，推导系统的振动传递率。系统地表明，通过设计结构参数，该混合隔震系统可以在相对较大的频率范围内表现出更好的超低频隔振性能，具有可设计的抗共振频率和较低的传递率。值得注意的是，通过适当的结构参数选择和简单的线性sti，该系统还可以实现覆盖全频率范围的明显振动抑制。
X型结构混合杠杆式隔振系统
由X形结构支撑的混合杠杆式隔振系统如图1所示。支撑结构是具有水平弹簧的n层剪刀状或X形结构[16]。每层有两个杆和一个接头，每个杆的长度为2l。杆件相对于水平线的角度为θ，接头的角度位移用ξ表示。水平弹簧中的恢复力与刚度kl呈线性关系。n层X形结构可以提供高静态刚度和低动态刚度[16]，这对于在低频和高频范围内获得良好稳定的隔离非常重要。
结果证明：求解得到系统的振动传递率公式，绘制不同参数和频率下的振动传递率。
