[發(fā)明專(zhuān)利]一種約束阻尼開(kāi)槽圓盤(pán)波導(dǎo)吸振器及其設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610656148.X
• 申請(qǐng)日: 2016-08-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106284725B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 雷燁;王海濤;曾向陽(yáng);姚杰;李劍;占國(guó)強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué);江西博能上饒客車(chē)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): E04B1/98
• 分類(lèi)號(hào): E04B1/98;E04H9/02;G06F17/50
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專(zhuān)利中心 61204
• 代理人: 陳星

本發(fā)明提出一種約束阻尼開(kāi)槽圓盤(pán)波導(dǎo)吸振器結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)方法，約束阻尼開(kāi)槽圓盤(pán)波導(dǎo)吸振器由能量導(dǎo)出桿和約束阻尼開(kāi)槽圓盤(pán)組成；能量導(dǎo)出桿一端與約束阻尼開(kāi)槽圓盤(pán)中心圓孔固定配合；約束阻尼開(kāi)槽圓盤(pán)分為三層，沿逐漸遠(yuǎn)離振源的方向，第一層為隔離層，第二層為粘彈性材料阻尼層，第三層為約束層；在約束阻尼開(kāi)槽圓盤(pán)周向，約束阻尼開(kāi)槽圓盤(pán)由若干個(gè)變截面梁組成，相鄰變截面梁之間開(kāi)有槽。針對(duì)振源的固有振動(dòng)特性，分析得到吸振的主要頻率范圍，以耗能器的能量耗散率和導(dǎo)出桿的能量反射率為目標(biāo)參量，依據(jù)本發(fā)明提出的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)合理的吸振器參數(shù)，最終實(shí)現(xiàn)在吸振頻率范圍內(nèi)最大限度地降低振源的振動(dòng)水平。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及結(jié)構(gòu)減振領(lǐng)域，具體為一種約束阻尼開(kāi)槽圓盤(pán)波導(dǎo)吸振器及其設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

動(dòng)力吸振器是一種利用共振原理吸收物體振動(dòng)能量的一種結(jié)構(gòu)，最簡(jiǎn)單的動(dòng)力吸振器是質(zhì)量—彈簧共振系統(tǒng)，即振子吸振器，它在共振時(shí)產(chǎn)生反作用力可使振源的振動(dòng)水平降低。但是振子吸振器動(dòng)力參數(shù)不可變、吸振頻帶窄，所以后來(lái)提出了梁式動(dòng)力吸振器，主要有均勻梁、變截面梁和環(huán)形梁，不僅可以增大吸振頻率范圍，基本參數(shù)也可以調(diào)節(jié)。

為了進(jìn)一步提高吸振器的吸振效率，德國(guó)學(xué)者Ungar Eric E.和KurzwellLeonard G提出了基于粘彈性材料高阻尼耗能機(jī)理和動(dòng)力吸振原理的波導(dǎo)吸振器，它具有同于動(dòng)力吸振器的顯著特點(diǎn)：在較寬頻率范圍內(nèi)具有很好的吸振效果，同時(shí)，安裝位置一般在振源的大位移響應(yīng)點(diǎn)處，因此，施工簡(jiǎn)單、靈活。

波導(dǎo)吸振器一般由能量導(dǎo)出桿和耗能器兩部分組成，梁類(lèi)耗能器是最初的研究對(duì)象，如果波導(dǎo)吸振器中的耗能器為開(kāi)有窄槽的圓盤(pán)，那么，開(kāi)槽圓盤(pán)即可看作是若干梁類(lèi)耗能器的并聯(lián)，能夠提高耗能器的耗能率。但目前的波導(dǎo)吸振器仍存在吸振頻率范圍不足，吸振效率低的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

為了高效率地降低振動(dòng)物體的振動(dòng)水平，增加吸振頻率范圍，本發(fā)明提出了一種約束阻尼開(kāi)槽圓盤(pán)波導(dǎo)吸振器結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)方法，針對(duì)振源的固有振動(dòng)特性，分析得到吸振的主要頻率范圍，以耗能器的能量耗散率和導(dǎo)出桿的能量反射率為目標(biāo)參量，依據(jù)本發(fā)明提出的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)合理的吸振器參數(shù)，最終實(shí)現(xiàn)在吸振頻率范圍內(nèi)最大限度地降低振源的振動(dòng)水平。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

所述一種約束阻尼開(kāi)槽圓盤(pán)波導(dǎo)吸振器，其特征在于：由能量導(dǎo)出桿和約束阻尼開(kāi)槽圓盤(pán)組成；

所述能量導(dǎo)出桿一端用于固定在振動(dòng)物體外表面，另一端與約束阻尼開(kāi)槽圓盤(pán)中心圓孔固定配合；

所述約束阻尼開(kāi)槽圓盤(pán)分為三層，沿逐漸遠(yuǎn)離振源的方向，第一層為隔離層，第二層為粘彈性材料阻尼層，第三層為約束層；在約束阻尼開(kāi)槽圓盤(pán)周向，約束阻尼開(kāi)槽圓盤(pán)由若干個(gè)變截面梁組成，相鄰變截面梁之間開(kāi)有槽。

進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述一種約束阻尼開(kāi)槽圓盤(pán)波導(dǎo)吸振器，其特征在于：隔離層與阻尼層之間、阻尼層與約束層之間通過(guò)膠粘方式連接。

進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述一種約束阻尼開(kāi)槽圓盤(pán)波導(dǎo)吸振器，其特征在于：隔離層和約束層采用密度小、彈性模量大的金屬材料。

進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述一種約束阻尼開(kāi)槽圓盤(pán)波導(dǎo)吸振器，其特征在于：隔離層和約束層采用鋁材料。

所述一種約束阻尼開(kāi)槽圓盤(pán)波導(dǎo)吸振器的設(shè)計(jì)方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：分析振動(dòng)物體的固有振動(dòng)特性，確定需要減振的頻率范圍；

步驟2：建立約束阻尼開(kāi)槽圓盤(pán)仿真模型，以約束阻尼開(kāi)槽圓盤(pán)的阻尼損耗因子為目標(biāo)參量，以隔離層和阻尼層之間的厚度比以及阻尼層和約束層之間的厚度比為優(yōu)化變量，通過(guò)仿真優(yōu)化運(yùn)算，獲得使約束阻尼開(kāi)槽圓盤(pán)的阻尼損耗因子最大的隔離層、阻尼層和約束層之間的最佳厚度比；