Page 98 - 《真空与低温》2026年第2期

王景杰等：基于一体式柔性弹簧的制冷机隔振器性能研究 217

装状态，四个弹簧底部采用固定支撑，顶部与压缩 系统沿 x、y、z 方向的平动模态，对应的固有频率
机安装面耦合连接。通过模态分析模块计算得到 分别为：19.15 Hz、17.67 Hz、12.51 Hz。

12 L=1.5 mm 22 L=1.5 mm
L=1.6 mm 20 L=1.6 mm
L=1.7 mm
L=1.7 mm
轴向刚度k 1 /（kN·m −1 ） 8 6 L=1.9 mm 径向刚度k 2 /（kN·m −1 ） 16 L=1.9 mm
0
18
L=1.8 mm
L=1.8 mm
L=2.0 mm
L=2.0 mm
14
12
10
2 4 8 6
4
0
0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
槽宽d/mm 槽宽d/mm
（a）轴向刚度 （b）径向刚度
图 6 不同槽距下刚度随槽宽的变化
Fig. 6 Variation of stiffness with groove width under different groove spacings

8.90×10 −5

峰值振幅/V

0 17.30
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
频率/Hz
（a）x方向
图 7 隔振装置有限元模型
3.40×10 −4
Fig. 7 Finite element model of the vibration isolation device

为验证仿真结果的准确性，对加工完成的隔
振装置进行了实验模态测试。测试系统沿用六分 峰值振幅/V
量微振动测力平台，采用力锤激励响应的测试方法，
在 Simcenter Testlab 中完成频响函数（FRF）的提取
0
与模态参数识别，三个方向的响应曲线如图 8 所示。 0 11.68 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
频率/Hz
仿真与减振测试结果对比如表 2 所列。由
（b）y方向
表 2 可知，隔振装置固有频率仿真值与测试值在 z
3.50×10 −4
方向吻合较好，该方向测试值与隔振设计参数误差
仅有 1.91%，这是由于 z 方向的物理模型最符合单
自由度弹簧-振子理想模型。x 与 y 方向固有频率 峰值振幅/V
的仿真值接近，且 x 方向刚度与仿真值接近，但 y
方向仿真值与测试值相差较大，分析有以下可能原
0
因：1）柔性弹簧加工误差导致径向刚度的各向同性 0 12.75 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
较差，而仿真假设各向同性径向刚度；2）压缩机在 频率/Hz
（c）z方向
y 方向（轴向）有较大惯性，当安装面与弹簧轴线不
完全垂直时，y 方向激励容易引起绕 x 轴或 z 轴的 图 8 FRF 测试响应曲线
转动，转动的引入导致了频率的降低。 Fig. 8 FRF test response curve