Page 180 - 《振动工程学报》2025年第11期

2638 振 动 工 程 学 报 第 38 卷

 250
 a 4 = (M +m)c as L c
 实际测试

 200
 实测拟合
a 3 = (M +m)[k as1 L c +(R c +r)c as ]


 150 仿真数据


 静态电磁力F m / N
 a 2 = (R c +r)[(M +m)k as1 +c as c ds ]+

 100



 （11） 50
 (c as +c ds )k as1 L c +(k as0 +k ds )c as L c

 0


a 1 = (R c +r)[(c as +c ds )k as1 +(k as0 +k ds )c as ]+ 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0



 电流I / A
 2 2


 (k as0 +k ds )k as1 L c + B L vc as

 4

 2 2

a 0 = B L vk as1
试验拟合残差 / N 2
4 试 验 分 析 −2 0
−4
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

电流I / A

4.1 电磁输出特性试验 图 12 电磁静态输出力试验结果
Fig. 12 Experimental results of electromagnetic static output
本文设计的一体式磁气混合隔振器实物图如
force
图 11 所示，在分析电磁输出力性能时，不连接气囊，
单独分析电磁输出力性能，减少气囊囊体对电磁输 10~120 Hz 的扫频电流信号，采集加速度传感器动态
出力的影响。 数据，取三次试验数据均值作为最后的试验测量结
果。将信号源输出信号与加速度传感器测量信号作
为磁气混合隔振器的输入输出信号，分析磁气混合
隔振器电磁动态输出的幅频特性。依据试验数据绘
制的幅频响应曲线如图 13 所示，从相干性曲线可
知，数据在 15~120 Hz 内相干性在 1 附近，证明检测
数据输出与输入具有良好的对应关系；在 50 Hz 附近
相干性较差，这是由于电流工频 50 Hz 所致。从幅频
响应结果可知，磁气混合隔振器的电磁动态输出顺
滑，固有频率为 20 Hz 左右 (固有频率低)，响应相位
在−40°~−100° (15~100 Hz)。电磁静态输出特性和动

图 11 一体式磁气混合隔振器实物图 态输出特性的测试试验可为磁气混合隔振器的深入
Fig. 11 Physical object of integrated magnetic-air hybrid
研究和推广应用提供一定的技术支撑。
vibration isolator

×10 −3
首先，对一体式磁气混合隔振器的电磁静动态 1.2 2
输出力进行试验分析。当进行静态输出试验时，在 1.1 幅值 / (m·s −2 ) 1 0
隔振器结构顶端连接力传感器，另一端连接至固定 相干 1.0 −40
0.9 −60
钢板端。 相位 / (°) −80
0.8 −100
隔振器线圈通入 0~3 A(间隔为 0.2 A) 的稳流信号， 20 40 60 80 100 120 20 40 60 80 100 120
频率 / Hz 频率 / Hz
电磁力稳定保持 3 s 后记下力传感器数据；每一电流
(a) 加速度/输入的相干性 (b) 加速度/输入响应曲线
做三次试验，取三次试验均值作为此电流对应电磁 (a) Coherence of (b) Response curve of
acceleration/input acceleration/input
静态输出力。不同电流对应的电磁静态输出力试验
图 13 磁气混合隔振器电磁动态输出曲线
结果如图 12 所示，实测数据点具有良好的线性度，
Fig. 13 Electromagnetic dynamic output curve of magnetic-air
最大残差在 5 N 以内（最大误差 3%）。对试验数据进
hybrid vibration isolator
行一阶拟合，电磁输出力的斜率为 79.04 N/A；电流
为 2 A 时，试验测量静态电磁力值为 163.1 N、拟合值
4.2 电磁阻尼性能试验
为 158.1 N。与仿真结果对比可知，实测斜率与仿真
斜率都具有良好的线性度，达到设计要求；仿真值 本节对磁气混合隔振器通入不同的恒流电流
149.4 N 小 于 实 测 值 ， 是 因 为 仿 真 时 采 用 有 效 安 匝 源，分析磁气混合隔振系统的幅频曲线，验证其可调
数，实际匝数大于有效匝数。 电磁阻力特性。对隔振器施加 0~200 Hz 的扫频激振
其次，在隔振器结构顶端接入加速度传感器，另 信号，磁气混合隔振器分别通入 0~2 A（间隔 0.25 A），
一 端 自 由 悬 空， 进 行 动 态 输 出 试 验 。 输 入 频 率 为 以及−2~0 A（间隔 0.25 A）的电流，分析磁气混合隔振