Shock response of a two-stage vibration isolation system

• Diego Francisco Ledezma-Ramírez ^[1] ; Pablo Ernesto Tapia-González ^[1] ; Martín Castillo-Morales ^[1] ; Tania Paloma Berber-Solano ^[1] ; Adriana Salas-Zamarripa ^[1]
  1. [1] Universidad Autónoma de Nuevo León

     Universidad Autónoma de Nuevo León

     México

     
• Localización: Ingeniería, investigación y tecnología, ISSN 1405-7743, ISSN-e 2594-0732, Vol. 21, Nº. 2, 2020
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Respuesta al impacto de un sistema aislante vibratorio de dos etapas
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  • español

    El sistema de dos grados de libertad, o montaje en dos etapas, se utilizan para mejorar el rendimiento del aislamiento vibratorio de alta frecuencia con el inconveniente de aumentar el espacio requerido para el aislante, potencialmente incrementando la masa total y agregando una segunda resonancia dado el grado de libertad extra. La propiedad aislante para vibración armónica es un área ampliamente estudiada considerando elementos lineales y no lineales, no así su respuesta a impactos. En este trabajo se investigan las respuestas absolutas y relativas de un montaje de dos etapas bajo excitación de impacto. Se analiza el efecto de la relación de masa entre las dos etapas y su respectivo amortiguamiento viscoso. Las posibles ventajas y problemas detrás de este sistema de aislamiento vibratorio se discuten y comparan con el sistema de un grado de libertad. La validación experimental se desarrolló utilizando dos aisladores comerciales y diferentes masas en las etapas del sistema aislante. Resultados encontraron que una masa secundaria puede reducir la respuesta al impacto en términos de movimiento absoluto. Este efecto solo es significativo para pulsos cortos y cuando la masa secundaria es al menos cinco veces la masa principal. Resultó más provechoso tener bajo amortiguamiento la etapa secundaria.

  • English

    Two-degree of freedom system, or two-stage mount are used to improve the high frequency vibration isolation performance with the disadvantage of increasing the mass of the system and adding a second resonance. The vibration isolation property is a well-understood topic for harmonic vibration considering linear and nonlinear elements, but not its shock response. The absolute and relative response of a two-stage mount under shock excitation is investigated in this paper. The effects of the damping ratio and the mass ratio of the two stage mount on the shock response are analysed. The potential advantages and issues behind this system are discussed and compared with the well-known single mount. Experimental validation was performed using two commercially available isolators and different masses. Findings suggested that a large mass ratio could reduce the shock response in terms of absolute motion. This effect is only significant for the case of short pulses and when the mass ratio is at least five. It is also found that is useful to have light damping only on the secondary stage as it results in improved shock isolation.