气-磁-金属复合的大承载三向准零刚度减振器设计
来源：机械工程学报杂志2025年第5期北京时间：
作者：周一帆, 高瑞齐, 吴明凯, 吴九林, 陈学东, 姜伟
单位：华中科技大学智能制造装备与技术全国重点实验室 武汉 430070
摘要：提出了一种气-磁-金属复合的大承载三向准零刚度减振器，通过吨级承载的空气静压止推气浮支承配合可调片弹簧机构实现水平向准零刚度，通过高线性环形磁负刚度机构与金属弹簧并联实现垂向准零刚度。基于数值模拟方法分析止推气浮支承节流器结构参数和工作参数对承载力和刚度的影响规律，并进行优化设计；基于磁荷法建立多层环形磁负刚度计算模型，分析磁体结构参数对负刚度大小和线性度的影响规律并进行优化设计。研制了气-磁-金属复合的大承载三向准零刚度减振器样机，并搭建单元测试平台分别验证气浮支承的吨级承载能力和磁负刚度机构与金属弹簧并联的准零刚度特性。测试结果表明，研制的气浮支承机构承载力大于1 200 kg，承载力计算与实验误差小于5%；垂向磁负刚度理论计算与实验误差小于7%，垂向准零刚度部件综合刚度20.3 N/mm，均满足设计要求。所提出的减振器可实现吨级承载和三向准零刚度，适用于六自由度超低频减振。
关键词：空气静压支承,承载力,负刚度,准零刚度,减振；
基金资助：国家重点研发计划(2020YFB2007601)和国家自然科学基金(52075193，52275112，52305107)资助项目。
