一种新型的精密仪器隔震垫的研发开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文献综述

1.研究背景

随着现代交通运输、城市建设的发展，环境噪声与振动污染已成为环境影响最大的公害活动引起环境污染和环境破坏，对公众的健康、安全、生命、公私财产及生活舒适性等造成的危害)之一。城市轨道交通系统的蓬勃兴建，在带给人们方便出行和促进经济发展的同时，也给线路附近的环境造成了越来越严重的振动影响。振动对大都市生活环境和工作环境的影响日益严重，国际上已经把振动列为七大环境公害(空气污染、水污染、土壤污染、噪声、振动、恶臭、地层下陷)之一。

环境振动污染指的是当机器设备的使用、运输工具的运行等引起附近地面的振动，并以波动形式传播到周围的建筑物，会造成不同程度的环境污染，从而使由振动引起的环境公害日益受到世人的关注。振动是一种很普遍的运动形式，在大自然界、日常生活及生产过程中极为常见。振动以各种形式存在着客观世界里，人类日常生活每时每刻都处在振动之中，它分为有用的振动和有害的振动两类。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

一．要解决的问题及研究手段

1.需解决的问题

（1）传统的隔震垫主要用于建筑抗震减震，用于大型建筑抗震的隔震垫无法满足精密性更高的大型电子仪器的抗震效果

（2）传统的隔震垫隔震材料相对单一，无法起到很好的抗震效果

（3）通过对传统隔震材料的筛选与分析，选出性能好且合适轨道交通抗震的材料

（4）在模拟震动的基础上，选出最终的多种抗震材料及模型形式

（5）不同变量参数的变更组合会产生不同的隔振效果，需要需找最佳的模型结构形式来满足精密仪器的抗震需求。

2.研究内容

2.1需求分析

收集轨道交通控制服务器因震动所引起的损耗周期及其对抗震精密度的需求；

一些精密仪器的允许振动标准：

一级光栅刻度机：水平振动要求严格，允许速度0.01（mm/s),等级工。

精度为1m的双管乌式光管测角仪：水平振动要求严格，允许速度0.03（mm/s),等级Ⅱ。

精度为1秒的刻度机：水平振动要求严格，允许速度0.05（mm/s),等级Ⅲ。

2.2材料收集

查阅相关文献，选出合适的抗震材料，并进行物理力学及抗震性能分析；

根据材料的抗震性能和物理力学性质，将材料分类，参考传统的隔震垫的材料选用和当今新兴的一些新型抗震减震材料，将其初步分类如下：

（1）固体抗震材料：

细密紧实的沙粒层（通过沙粒间的细微缝隙的吸能效果达到抗震效果）

新型的钢纤维材料

（2）软胶类固体材料：

传统橡胶

新型复合隔震胶

固态流体式胶体

（3）气垫类材料：

气垫

水垫（充油）

（4）可压缩型材料：

海绵

弹簧

高弹EVA橡塑

太空记忆棉

根据检索的文献及资料，结合其适用的工程实例，总结出各种材料的优缺点和适用性，结合轨道交通所特有的震动特点，选取符合其特点抗震材料。

根据轨道交通高频持续性的震动特点，初步选取新型复合式隔震胶，固态流体式胶体，海绵，气垫和水垫这几种材料。

2.3结构选择

优选一些恰当的结构形式，并进行对比选择；

（1）包裹式结构：

考虑到轨道交通的震动不但有水平震动，也会有竖直震动，将产品设计成包裹式，虽然可能无法很好的滤除竖直方向上的振动，但是将大型电子精密仪器外援关键点包裹起来，既能起到保护作用，也能提高隔振垫的整体稳定性。

（2）蜂窝式结构：

将最外层的新型复合式隔震胶设计成蜂窝式结构，既能减少材料的消耗，蜂窝结构也能更好的起到抗震减震效果。

（3）封闭加压结构

考虑到轨道交通的震动具有高频，持续时间久等特点，将产品外轮廓设计成包裹封闭式，不仅可以充分发挥各部分材料及结构的抗震效果，有一部分的震动甚至可以相互抵消。

2.4模型制作

将选择好的材料及结构形式组合，进而模型化，制作理想的实验模型，多做几种不同模型结构进行对比；

模型一：钢板夹持连续气枕，胶合，边缘不做连接处理

模型二：钢板夹持间断单一气枕，间隔1cm，分别胶合，边缘不做连接处理

模型三：钢板夹持间断单一气枕，间隔2cm，分别胶合，边缘不做连接处理

模型四：钢板夹持连续气枕，注水，胶合，边缘不做连接处理

模型五：钢板夹持连续气枕，注水，胶合，边缘做软（硬）连接处理

模型六：钢板夹持连续气枕，注油，胶合，边缘不做连接处理

3.研究手段（途径）

3.1振动试验

将制作好的模型进行振动试验，记录相关参数和数值；

振动测试采用东方振动与噪声技术研究所研制的INV3018A型24位多通道信号采集分析仪、ICP型振动加速度传感器，以及与INV3018A信号采集仪配套的DASP智能数据采集和信号处理软件。

测点的布置主要基于3个方面的考虑：①地铁振动敏感建筑物的位置；②尽量选择周边地面交通影响小的场所；③现场的布线及布点的条件可行。

测点1，轨道轨枕上表面；

测点2，距线路中心线4．0m的水泥地面上；

测点3，距线路中心线8．0m的水泥地面上。

（1）数值分析

将振动试验记录的数值进行分析计算，绘制图表；

现场测试采用压电加速度传感器采集垂向振动加速度信号，压电传感器直接将机械能变成电能，并通过信号电缆把采集到的信号传输到采样频率达51．2kHz的INV3018A高速数据信号采集仪上，INV3018A采集仪适合高精度的振动信号采集，采用24位AZ方式的AD转换器，4通道并行、性能稳定可靠，采集仪与PC机相连，利用DASP数据采集和信号处理软件对实测数据进行时域和频域分析。

（2）实验结论

根据实际的隔振效果及分析结果，选择隔振效果最佳，能够满足精密仪器隔振需求的模型产品。

时域分析：对地铁列车有关振动的时域分析，主要考察其振动振级，振动振级定义为：La=20lg（a/a0）

式中：a垂向加速度值；

a0加速度标准值，a0=10m／s。

根据振动振级的评定，结合精密仪器的振动精密度要求，最终选取一个最为合适的模型结构。

二.技术线路图

三.进度安排