1.一种频变刚度转臂节点的刚度匹配方法,在液体橡胶复合节点芯轴纵向和垂向上通过二次添加不同结构,获得不同纵向、垂向、横向刚度和较低的纵横刚度比;其特征在于,包括如下步骤:S1:建立力学模型:根据转臂节点的实际几何形状、材料特性以及连接形式等,运用理论力学、材料力学、结构动力学等知识建立其精确的力学模型;S2:模态分析:对建立好的模型进行模态分析,确定其固有频率和振型。通过求解特征值问题,得到不同阶次的固有频率以及对应的振动形态;S3:确定刚度匹配:基于所述S1和S2中的分析以及期望的频变刚度目标,制定刚度匹配策略,在进行实体结构的添加;S4:结构添加:采用标准芯轴样件,然后在芯轴四周采用二次添加方式获得不同芯轴外形结构,其中芯轴外形结构可通过调整二次添加结构在纵向和垂向的高度、宽度尺寸及角度等来实现;S5:实验验证:实验验证的步骤包括:S5.1:实验样品制备;S5.2:实验设备搭建;S5.3:静态特性测试;S5.4:数据分析;S5.5:可靠性与重复性验证。
2.根据权利要求1所述的一种频变刚度转臂节点的刚度匹配方法,其特征在于,所述S3中刚度匹配策略采用可变刚度元件,根据不同频率范围设定这些可变刚度元件的参数调整规律。
3.根据权利要求1所述的一种频变刚度转臂节点的刚度匹配方法,其特征在于,所述S4中的二次添加方式包括注塑、二次硫化、焊接、粘接等。
4.根据权利要求1所述的一种频变刚度转臂节点的刚度匹配方法,其特征在于,其中注塑二次成型将原材料放入注塑成型模具内,注入一种塑料的成型工艺,在标准芯轴的纵向、垂向方向采用注塑方式二次添加高分子材料形成不同外形结构,实现不同纵向、横向刚度的调整,二次硫化:在标准芯轴纵向和横向方向采用简易硫化模具,将橡胶材料硫化至芯轴上,形状不同的内部结构,从而实现不同纵向、横向刚度的调整;焊接:在标准芯轴纵向和横向方向采用焊接方式,将同种材质的金属材料焊接至芯轴上,可以快速完成不同结构调整及刚度的验证;粘接:在标准芯轴纵向和横向上采用胶水粘接方式,将不同材质不同形状的部件粘接至芯轴上,形成不同的芯轴结果,实现不同纵向、横向刚度的快速调整。
5.根据权利要求4所述的一种频变刚度转臂节点的刚度匹配方法,其特征在于,所述S4中的二次添加结构方式具体如下:通过调整A尺寸,并保证包胶尺寸C为固定值,通常为1~4mm,纵向方向可实现不同间隙H的硬止挡功能;通过A尺寸可以调整产品纵向刚度,当尺寸A增大时,纵向硬止挡间隙H减小,反之则增大;通过B尺寸可以调整垂向刚度,当尺寸B增大时,垂向刚度也增大,反之则减小;通过调整E、F、G尺寸可以调整轴向刚度,尺寸E增大、尺寸F和角度G减小,横向刚度增大,反之则减小。
6.根据权利要求1所述的一种频变刚度转臂节点的刚度匹配方法,其特征在于,所述S5的实验步骤具体为:根据设计好的频变刚度转臂节点结构,精确加工制造转臂节点实物样本,确保其尺寸精度、表面质量等符合设计要求,保证这些元件的安装位置准确、连接可靠,并且其自身性能稳定,对转臂节点中的常规部件,进行严格的质量检测和尺寸校验,避免因加工误差影响实验结果准确性;选用合适的振动台或激振器来施加不同频率的激励力,其频率范围要能够覆盖转臂节点预期的工作频率区间,并且激励力大小可精确调节控制,具备足够的精度和稳定性,将位移传感器安装在转臂节点的关键部位,用于测量在不同频率激励下转臂的位移响应,其测量精度要能满足实验要求,以准确捕捉微小位移变化,确保力值测量的准确性,误差控制在较小范围内,像一般精度可达到满量程的0.5%以内;通过对转臂节点缓慢施加静态力,使用力传感器和位移传感器测量不同静态力下对应的位移量,计算出转臂节点在静态下的刚度值,以此作为后续动态实验对比分析的基础数据;为了确保实验结果的可靠性,在完成上述实验后,可以改变一些实验条件或者更换新制造的同一规格转臂节点样本,重复上述实验过程,观察得到的频变刚度曲线以及相关实验结论是否一致,如果多次实验结果具有良好的重复性和稳定性,那么就可以更有力地证明所采用的刚度匹配方法及转臂节点设计的有效性和可靠性。
7.一种频变刚度转臂节点的刚度匹配结构,其特征在于,包括对称设置的左转节臂外套(1)和右转节臂外套(2)以及对称设置的左转节臂内套(3)和右转节臂内套(4),所述左转节臂内套(3)和所述右转节臂内套(4)内部套设有芯轴(5),所述芯轴(5)与所述左转节臂内套(3)和所述右转节臂内套(4)内壁之间设置液体橡胶(6),所述芯轴(5)外表面与所述左转节臂内套(3)和所述右转节臂内套(4)内设置有相抵的斜面结构(7),所述芯轴(4)左右两侧的液体橡胶(6)厚度小于上下两侧的液体橡胶(6)厚度。