一种高静-低动刚度磁弹簧的建模与特性分析

为解决低频隔振领域存在的低固有频率和高承载力之间的矛盾,设计了一种新型高静-低动刚度磁弹簧元件.首先,基于电磁场理论和分子电流法建立磁弹簧的弹簧力和刚度模型;其次,建立系统的动力学模型,同时分析线圈通入不同电流时对位移传递率的影响,并与等效线性弹簧进行比较;最后,研制实验样机并进行实验研究.仿真与实验结果表明:磁弹簧气隙-刚度曲线呈先平缓后急剧的非线性关系,具有明显的高静-低动刚度特性;其刚度与电流近似线性关系,磁弹簧可通过改变电流实现较大范围的刚度调整,且刚度响应迅速;在未通入电流时,相对于等效线性弹簧,起始隔振频率和传递率峰值降低 26%,在通入负向额定电流时,起始隔振频率和传递率峰值降低了41%.