台湾学者Wang Fuzheng[17]进行了惯容器的非线性动力学研究，提出摩擦、反弹和弹 性变形三个因素会导致惯容器的非线性，他搭建了一个测试平台，对惯容器进行深入的 研究，结果表明：在一定频率下，惯容器的非线性对它的减振效果影响很大。2009年 Smith[18]进一步实验研究了惯容器装置，结果表明：在一定的频率下，影响设备机械导纳 的主要因素是设备之间的摩擦。2010年F-C Wang[19]介绍了一种新型液压惯容器装置，并 对该装置进行动力学的理论推导和实验研究，获得了良好的研究成果。同年，Alexey Kuznetsov[20]分析了一种含惯容器的悬架系统，通过分析系统的常微分方程，使我们能 够找到一个问题优化目标函数并获得最佳设计参数。重庆大学的李川[21-22]等人提出了一 种螺旋飞轮运动转换系统，在传统的力-电流机电类比基础上，提出一种无并联接地约 束的电容元件来比拟螺旋飞轮，完善了机电类比这一基础理论，同时也解决了螺旋飞轮 的比拟对象。后来，他们[23]又提出了一种螺旋逆旋转传动的螺旋飞轮，通过实验获得了 良好的效果。同年，谭德昕[24]对惯容器的原理及应用方面的发展进行了综合分析，提出 了惯容器的三种基本实现方式，分别是齿轮齿条式、滚珠丝杆式和液压式，对于惯容器 的应用研究结果表明，向传统减振系统加入惯容器能有效地提高其减振性能。2012年， 江苏大学陈龙团队[25-26]基于机电相似原理，提出了一种2级串联型ISD车辆悬架，建立了 1/4车辆悬架的模型，并对此进行了仿真分析和实验，结果表明：这种2级ISD悬架系统具 有良好的低频频响特性，能够显著地改善车辆的驾驶安全性和乘坐舒适性。文献综述

    本论文的研究内容

本论文的主要工作是在了解减振器原理的基础上设计一个复合减振器并对其性能 进行校核，在常见的的减振器中通常有橡胶、弹簧、阻尼等，本论文“复合”二字的含 义是将橡胶和惯容器同时应用到减振器的开发中去。在1。3节中已经提到它对悬架的动 力学性能和汽车火车的隔振性能等都有很大的提升，因此惯容器对隔振性能可能也会有 一定的帮助。

在设计整个过程中，首先要在参考大量的文章文献的基础上，熟悉隔振器和惯容器 的基本工作原理，设计时合理安排设计顺序，计算出尺寸后用 AUTOCAD 绘制出二维平

面图，接着导入UG构建出三维模型，使其呈现出直观的模型，同时使它能够被继续导入 ansys workbench中进行性能的分析。

第2章  惯容器动力学特性及模型

    含惯容器的机电相似理论

在传统机电类比关系中，力与速度分别类比于电压与电流，这种类比有两个缺点： 第一是不够直观，以跨越电元件的交变电压来模拟通过机械元件的交变力，以通过电元 件的电流来模拟跨越机械元件的速度，这种模拟完全是数学上的相似。第二，会导致结 果的复杂性，由于有些机械系统是并联工作的，每一个节点将与相似电系统的回路相对 应。

为了使机械网络和电子网络建立起严格的对应关系，需要向机械网络引入一种元件， 这种元件与弹簧和阻尼器类似，有两个独立、自由的端点，它的动态方程式可表示为

上式中，ƒ表示施加于元件两端点上等大反向的力，b 表示惯容系数(Inertance)，单位 为 kg；1 和2 分别表示端点 1 和 2 的速度。

将具有两个独立自由端点、满足式(2-1)的元件一般就称为惯容器，也可以叫惯性

蓄能器或者惯性质量蓄能器。 在传统的机电类比中，质量、弹簧、阻尼分别类比于电容器、电感、电阻。在这种