多级隔振器参数设计方法、装置、多级隔振器和隔振平台与流程
本技术涉及隔振器领域，特别是涉及多级隔振器参数设计方法、装置、多级隔振器和隔振平台。
背景技术：
1、在振源和设备之间插入被动隔振器是一种有效的隔振方法。但线性隔振器只有在激励频率大于系统自身固有频率的倍时才可以提供有效的隔振。若试图通过降低系统固有频率来拓宽隔振频带，则需减小线性隔振器的刚度，但这会削弱其承载能力，导致设备在静态工况下容易失稳。
2、为在保证足够承载力的同时实现较低的固有频率，相关技术提出了准零刚度隔振器。准零刚度隔振器中，相比单级准零刚度隔振器，多级准零刚度隔振器能够在不同负载级别下分别实现所要求的承载能力与减振性能，性能表现更佳。然而，多级准零刚度隔振器的结构复杂，其参数的计算复杂度相比单级准零刚度隔振器显著增长，导致多级准零刚度隔振器参数设计效率变低。
3、针对相关技术中存在多级准零刚度隔振器参数设计效率低的问题，目前还没有提出有效的解决方案。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高多级准零刚度隔振器参数设计效率的多级隔振器参数设计方法、装置、多级隔振器和隔振平台。
2、第一个方面，在本实施例中提供了一种多级隔振器参数设计方法，所述多级隔振器包括多个呈矩阵式排布的隔振单胞，同一行内各隔振单胞并联连接，同一列内各隔振单胞串联连接，所述方法包括：
3、获取与所述多级隔振器的隔振性能需求对应的多个预设承载力、以及预设位移区间；
4、为各行隔振单胞分别分配对应的预设承载力，并根据预配置的隔振单胞列数均分各行隔振单胞对应的预设承载力，得到各行隔振单胞的目标承载力；其中，所述隔振单胞的行数与所述预设承载力的数量相等；在所述多级隔振器的载荷传递路径上，前级隔振单胞对应的预设承载力大于后级隔振单胞对应的预设承载力；
5、根据所述行数均分所述预设位移区间，得到各所述隔振单胞的目标位移区间；
6、基于隔振单胞的有限元模型，仿真得到各所述隔振单胞满足预设条件时的目标结构参数；所述预设条件包括：当前隔振单胞在所述目标位移区间内的承载力指标与对应目标承载力之间的偏差处于预设的第一范围内、当前隔振单胞在所述目标位移区间内的刚度指标处于预设的第二范围内。
7、在其中的一些实施例中，所述多级隔振器的隔振单胞包括处于同一行内的多个第一单胞、以及处于其余行的多个第二单胞；所述目标结构参数包括第一参数和第二参数；所述基于隔振单胞的有限元模型，仿真得到各所述隔振单胞满足预设条件时的目标结构参数，包括：
8、基于所述有限元模型，仿真得到所述第一单胞满足所述预设条件时，所述第一单胞的第一参数和第二参数；
9、基于所述有限元模型，对选用所述第二参数的第二单胞进行仿真，获取所述第二单胞的满足所述预设条件时的第一参数；其中，所述第一参数包括隔振单胞的厚度、以及隔振单胞在垂直面内的宽度，所述第二参数为所述隔振单胞除所述厚度和所述宽度以外的其他结构参数。
10、在其中的一些实施例中，所述基于隔振单胞的有限元模型，仿真得到各所述隔振单胞满足预设条件时的目标结构参数，包括：
11、仿真确定当前隔振单胞在所述目标位移区间内的多个离散位移点的刚度；
12、对各所述离散位移点的刚度的平方值进行累加，得到刚度平方和；
13、基于所述有限元模型，仿真得到当前隔振单胞满足所述预设条件、并且所述刚度平方和达到最小值时的目标结构参数。
14、在其中的一些实施例中，所述基于所述有限元模型，仿真得到当前隔振单胞满足所述预设条件、并且所述刚度平方和达到最小值时的目标结构参数，包括：
15、基于所述有限元模型，选取多组预设结构参数进行仿真，并根据仿真结果得到所述隔振单胞的结构参数与刚度平方和之间的映射关系；
16、根据所述映射关系，搜索刚度平方和达到最小值时的初始结构参数；
17、根据所述有限元模型，对选用所述初始结构参数的隔振单元进行仿真；
18、若所述隔振单元满足所述预设条件，则将所述初始结构参数作为当前隔振单胞的目标结构参数；
19、若所述隔振单元不满足所述预设条件，则更新用于仿真的预设结构参数，直至所述隔振单元满足所述预设条件。
20、在其中的一些实施例中，所述根据仿真结果得到所述隔振单胞的结构参数、以及各结构参数下隔振单胞的刚度平方和之间的映射关系，包括：
21、根据所述预设结构参数、以及所述隔振单胞选用各组预设结构参数时的刚度平方和，构建训练样本；
22、根据所述训练样本，对预构建的机器学习模型的参数进行优化训练，得到优化训练后的机器学习模型；其中，所述机器学习模型用于表征所述隔振单胞的结构参数与刚度平方和之间的映射关系。
23、在其中的一些实施例中，所述刚度指标包括：所述目标位移区间内多个离散位移点的刚度平方和。
24、在其中的一些实施例中，当前隔振单胞在所述目标位移区间内的承载力指标包括：当前隔振单胞在所述目标位移区间内的承载力的最大值、以及当前隔振单胞在所述目标位移区间内的承载力的最小值。
25、第二个方面，在本实施例中提供了一种多级隔振器参数设计装置，多级隔振器包括多个呈矩阵式排布的隔振单胞，同一行内各隔振单胞并联连接，同一列内各隔振单胞串联连接，所述装置，包括：
26、参数获取模块，用于获取与所述多级隔振器的隔振性能需求对应的多个预设承载力、以及预设位移区间；
27、第一配置模块，用于为各行隔振单胞分别分配对应的预设承载力，并根据预配置的隔振单胞列数均分各行隔振单胞对应的预设承载力，得到各行隔振单胞的目标承载力；其中，所述隔振单胞的行数与所述预设承载力的数量相等；在所述多级隔振器的载荷传递路径上，前级隔振单胞对应的预设承载力大于后级隔振单胞对应的预设承载力；
28、第二配置模块，用于所述行数均分所述预设位移区间，得到各所述隔振单胞的目标位移区间；
29、参数设计模块，用于基于隔振单胞的有限元模型，仿真得到各所述隔振单胞满足预设条件时的目标结构参数；所述预设条件包括：当前隔振单胞在所述目标位移区间内的承载力指标与对应目标承载力之间的偏差处于预设的第一范围内、当前隔振单胞在所述目标位移区间内的刚度指标处于预设的第二范围内。
30、第三个方面，在本实施例中提供了一种多级隔振器，所述多级隔振器包括：多个呈矩阵式排布的隔振单胞，同一行内各隔振单胞之间并联连接，同一列内各隔振单胞相互串联连接，各所述隔振单胞的参数基于第一个方面所述的多级隔振器参数设计方法设计得到。
31、第四个方面，在本实施例中提供了一种隔振平台，所述隔振平台包括第三个方面所述的多级隔振器。
32、上述多级隔振器参数设计方法、装置、多级隔振器和隔振平台，由矩阵式排布的隔振单胞构成多级隔振器，并基于这一排列结构以及隔振器的准零刚度特性，将与多级隔振器的隔振性能需求对应的预设承载力分解为与各行隔振单胞对应的多个目标承载力；将与多级隔振器的隔振性能需求对应的预设位移区间分割为对应于各隔振单胞的目标位移区间；由隔振单胞的有限元模型进行仿真，并根据隔振单胞的仿真时在对应目标位移区间内的刚度指标、在目标位移区间内的承载力指标及对应目标承载力构建预设条件；通过仿真获取各隔振单胞满足预设条件时的结构参数，进而可以得到多级隔振器的参数。如此，通过将整个多级隔振器的参数设计转换为单个隔振单胞的参数设计，降低了进行多级隔振器参数设计时有限元模型复杂度、以及仿真过程中待计算的结构参数的数量，提升了多级准零刚度隔振器参数设计效率。