第40魅2009年11月
碟形弹簧减振器动态特性研究
都军民，戴双献
（中船重工第713研究所）
摘要：针对碟形弹簧减振器特性，对不同组合形式的碟形弹簧减报器的静刚度进行深人分析，确定描述碟形弹
簧减振器负荷-位移关系的三次函数表达式，并将一种典型碟形弹黄减振器的理论计算结果与静刚度试验结果进行对比分析，得出当减报器位移较小时，在工程上可以忽略减振器的非线性影响的结论。开展落锤冲击试验，对一种典型碟形弹资减振系统的动态特性进行研究，获取系统的阻尼系数和等效刚度，通过对磁形弹簧减报系统阻尼特性的分析，可知系统阻尼力由黏性阻尼力和库仑阻尼力两部分组成，因此其阻尼表现出一定的非线性特性。建立单向约束条件下碟形弹簧减振系统的动力学方程，并对该方程的理论计算结果和试验结果进行对比，研究非线性阻尼特性对碟形弹簧减振系统动态特性的影响及工程处理方法，
关键调：碟形弹簧；动态特性；静刚度；动刚度
碟形弹簧(以下简称碟簧)是由钢板冲压成形的碟状垫圈式弹簧。多片碟簧以不同方式组合（叠合或对合)构成碟簧减振器，典型的碟簧减振器结构如图1所示。
支撑面壳体碟簧
（共3组，每组3 片）
导向柱
图1碟簧减振器结构示意图
由于碟簧减振器具有体积小，承载能力大，加压均匀和缓冲能力强等特点，因此在矿山机械、液压和军工等多个领域得到了广泛应用。但是，碟簧减振器一般不能用线性模型进行精确模拟，这是因为在碟簧变形过程中，同时存在干摩擦阻尼和黏性阻尼，从而导致碟簧表现出定的非线性特性。国内学者李俊等从理论上研究了碟簧减振器在力激励条件下的性能，但未从工程应用角度进行进一步的深人分析。束立红等采用落锤冲击试验机对减振器的冲击刚度进行了试验研究，为确定减振器的冲击试验
方法和数据处理方法提供了参考。
碟簧减振器静刚度分析
碟簧减振器中单片碟簧承受的负荷与位移之间
的关系可用下式表述： P=.4E..1
·[(h)()+1
1-uM,D"
2
(1)
M,=1.(C-1
式中:E、正
C+12 C-1InG
碟簧材料的弹性模量和泊松比；
P单片碟簧承受的负荷； t、D、h.
碟簧的厚度、外径和碟簧压平时的变形量；
单片碟簧的变形量；
M,
一与碟簧外、内径比C=D/d(d为碟黄内径)相关的系数。
为计算和分析方便，也可将式(1)写为：
P=K,x-Kz*+Kx
式中：K,、Kz、K，为系数，分别为：
;K=k3;Kk
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2t
作者简介：都军民（1972一）.男，河南辉县人，研究员，博十士，研究方向：机械设计、可靠性。
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试诚验·研究