[發明專利]基于一維聲子晶體結構的磁流變彈性體隔振支座

有效

• 申請號: 201410323392.5
• 申請日: 2014-07-08
• 公開（公告）號: CN104251275A
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發明（設計）人: 許振龍;黃亮國;尹海昌
• 申請（專利權）人: 廣東科學技術職業學院
• 主分類號: F16F6/00
• 分類號: F16F6/00
• 代理公司: 廣東秉德律師事務所 44291
• 代理人: 閆有幸;楊煥軍

〖技術領域〗

本發明涉及材料、機械構造、電磁技術等領域，具體涉及一種工程結構中使用的隔振支座。

〖背景技術〗

磁流變彈性體材料由天然橡膠或者硅橡膠基體和磁性顆粒組成，磁性顆粒在外加磁場條件下會形成鏈狀聚集結構，其力學性能可以受到控制。磁流變彈性體集中了磁流變液和彈性體的優點，響應快，可逆性好，且克服了磁流變液沉降、穩定性差等缺點。磁流變彈性體材料在航空航天、汽車、振動控制等領域具有廣泛的應用前景。

聲子晶體的研究為振動控制領域提供新的思路。聲子晶體是由兩種或兩種以上彈性材料組成，具有彈性波禁帶特性的周期性復合結構。彈性波在周期性復合結構中傳播時形成能帶結構，能帶之間波無法傳播的頻率范圍稱為彈性波禁帶。在禁帶頻率范圍內，彈性波將會被抑制。聲子晶體的禁帶由材料彈性常數，填充率及晶格等決定，因此其有很強的可設計性。

現有的隔振支座多種多樣，但是目前還沒有結合聲子晶體的頻率禁帶隔振特性和磁流變彈性體的阻尼、剛度可控特性設計的磁流變彈性體隔振支座。

〖發明內容〗

本發明的目的是提供一種磁流變彈性體隔振支座，基于聲子晶體結構，彈性波禁帶可調。本發明的目的由以下技術方案實現：

一種基于一維聲子晶體結構的磁流變彈性體隔振支座，其特征在于，包括：導磁鋼架、導磁鋼板、軟磁材料件、線圈及一維聲子晶體結構；導磁鋼板通過軟磁材料件設置于導磁鋼架的支撐部的頂端，線圈繞設于導磁鋼架的支撐部上，一維聲子晶體結構設置于導磁鋼架的基座與導磁鋼板之間；所述一維聲子晶體結構由鋼箔、鉛板、磁流變彈性體三種組分按周期排列若干層。

作為具體的技術方案，所述一維聲子晶體結構中的鋼箔、鉛板、磁流變彈性體三種組分按周期排列30層以上。

作為具體的技術方案，所述鋼箔厚度0.0001m，鉛板厚度0.0009m、磁流變彈性體厚度0.0019m。

作為具體的技術方案，所述鉛板材料的參數為：密度ρ_Pb＝11350kgm³,縱波波速C_Pbl＝2158m/s和橫波波速C_Pbt＝860m/s，鋼箔的參數為：密度ρ_s＝7890kgm³,縱波波速C_sl＝5780m/s和橫波波速C_st＝3220m/s，磁流變彈性體的橡膠基體中的鐵顆粒的體積比27％，鐵顆粒密度ρ_Fe＝7.89×10³kg·m^-3，橡膠密度ρ_r＝1.2×10³kg·m^-3，泊松比0.47。

作為具體的技術方案，所述線圈產生的外磁場強度可調節范圍為0－1000KA/m。

作為具體的技術方案，所述導磁鋼架的支撐部設置于基座左右兩側，所述線圈繞設于兩側的支撐部上。

本發明提供的基于一維聲子晶體結構的磁流變彈性體隔振支座，與目前的隔振支座相比，其有益效果在于：引入一維聲子晶體結構，實現對中低頻段彈性波振動的阻隔；通過外磁場可以調節彈性波禁帶范圍，可調節頻率范圍廣；形成非接觸式控制，應用范圍更廣；一維聲子晶體結構采用三組分結構周期層疊設計，可設計性強。

〖附圖說明〗

圖1為本發明實施例提供的隔振支座的構造示意圖。

圖2為本發明實施例提供的隔振支座中一維聲子晶體結構的彈性波帶結構圖及對應的透射系數圖。

圖3為本發明實施例提供的隔振支座中一維聲子晶體結構在外磁場調節下的彈性波帶結構變化圖。

〖具體實施方式〗

如圖1所示，實施例提供的隔振支座包括：導磁鋼架10、導磁鋼板20、軟磁材料件30、線圈40及一維聲子晶體結構50。導磁鋼架10由基座11和支撐部12構成，支撐部12設置于基座11上端兩側。軟磁材料件30為大變形軟磁材料件，設置于導磁鋼架10的兩側支撐部12的頂端，導磁鋼板20進而設置于軟磁材料件30上端。線圈40繞設于導磁鋼架10的兩側支撐部12上，用于產生外磁場，通電線圈外磁場強度可調節范圍為0－1000KA/m。