振震双控型环境微振动竖向隔振装置性能分析及应用

吴洁雯; 丁建国; 陈彦北; 江民

doi:10.3724/j.gyjzG25091401

振震双控型环境微振动竖向隔振装置性能分析及应用

doi: 10.3724/j.gyjzG25091401

1. 南京理工大学安全科学与工程学院, 南京 210094;
2. 南京理工大学物理学院, 南京 210094;
3. 湖南铁道职业技术学院, 湖南株洲 412001;
4. 南京理工大学能源与动力工程学院, 南京 210094

基金项目:

国家自然科学基金青年科学基金项目（52305112）。

详细信息

作者简介:
吴洁雯，硕士研究生，主要从事工程结构减振隔振方向研究。电子信箱：nustdjg@163.com

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出版历程
- 收稿日期: 2025-09-14
- 网络出版日期: 2026-01-06

Performance Analysis and Application of Dual-Control Vertical Isolators for Environmental Micro-Vibration

1. School of Safety Science and Engineering，Nanjing University of Science and Technology，Nanjing 210094，China;
2. School of Physics，Nanjing University of Science and Technology，Nanjing 210094，China;
3. Hunan Railway Professional Technology College，Zhuzhou 412001，China;
4. School of Energy and Power Engineering，Nanjing University of Science and Technology，Nanjing 210094，China

摘要

摘要: 为解决半导体车间对环境微振动控制和抗震设防的双重需求，自主开发了一种振震双控型环境微振动隔振装置。采用理论分析、试验验证与数值模拟相结合的研究方法，分层设计固有频率为5 Hz的竖向弹簧隔振单元以及嵌有剪力销的水平摩擦摆抗震单元。制作缩尺试件开展竖向压缩试验、水平剪切试验和剪力销分级抗震试验，测定装置关键力学参数及分级地震作用下的耗能能力。以江苏省苏州市某半导体车间为工程背景，采用ANSYS APDL建立有限元模型，并通过ABAQUS建模验证模型可靠性，基于1/3倍频程分析与振动等级（BBN-VC）标准评估结构振动响应。结果表明：该装置能够实现三水准抗震设防目标，加速度隔振率可达到70%，40 Hz频率处结构速度幅值降低77%，满足半导体制造工艺的振动敏感性要求。
- 环境微振动 /
- 振震双控 /
- 隔振器 /
- 摩擦摆支座
Abstract: To address the dual requirements for environmental micro-vibration control and seismic protection in semiconductor factories， a dual-control isolation device for seismic and environmental micro-vibration was independently developed. A comprehensive research approach combining theoretical analysis， experimental validation， and numerical simulation was employed. The device features a layered design， incorporating vertical spring isolation elements with a natural frequency of 5 Hz and horizontal friction pendulum seismic elements embedded with shear pins. Scaled specimens were fabricated to conduct vertical compression tests， horizontal shear tests， and graded seismic tests on the shear pins， determining the key mechanical parameters and energy dissipation capacity under graded seismic actions. Using a semiconductor factory in Suzhou， Jiangsu Province as the engineering background， finite element models were established using ANSYS APDL， and the model reliability was validated through ABAQUS. The structural vibration responses were evaluated based on 1/3 octave analysis and BBN-VC standards. The results demonstrate that the device can achieve a three-level seismic fortification objective， with an acceleration isolation efficiency reaching 70% and a structural velocity amplitude reduction of 77% at 40 Hz， meeting the vibration sensitivity requirements of semiconductor manufacturing processes.
- environmental micro-vibration /
- dual control for vibration and seismic /
- vibration isolator /
- friction pendulum bearing

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