[發(fā)明專利]一種擬零剛度隔振裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611193897.X
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN106763461B
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王林翔;郭寧;杜昊遠;吳庭
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學
• 主分類號: F16F15/023
• 分類號: F16F15/023;F16F15/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 忻明年

本發(fā)明公開了一種擬零剛度隔振裝置。本發(fā)明主要由上蓋板、滑輪組、形狀記憶合金絲、工作平臺、柔性薄膜，流體介質(zhì)裝置等部件組成。本發(fā)明提出的擬零剛度隔振裝置，采用具有滯回曲線寬度極窄特點的形狀記憶合金絲作為彈性元件，通過對形狀記憶合金絲的預(yù)處理，使其工作在超彈性工作區(qū)間。在此超彈性工作區(qū)間，形狀記憶合金絲應(yīng)變無論增大或減少引起的恢復(fù)力基本保持不變，因此形狀記憶合金絲可以取得基本不變的靜剛度和基本為零的動剛度。以形狀記憶合金絲為彈性元件的裝置，可以有效的隔離超低頻振動。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及擬零剛度隔振裝置，更準確地說，是一種以形狀記憶合金絲超彈性機理為依據(jù)的隔振裝置。

背景技術(shù)

隔振裝置可以有效地隔離機械設(shè)備上的振動，減少振動噪聲產(chǎn)生的有害影響，因此是船舶、車輛以及工程機械等設(shè)備的重要組成部分。集成度越來越高的芯片生產(chǎn)工藝需要越來越精密的隔振平臺，以對地球的脈動，潮汐引力等引起的低頻微幅振動有效進行隔離。在艦船工業(yè)中，長期以來浮筏隔振技術(shù)已經(jīng)能夠十分有效的隔離艦艇的高頻振動，但對低頻振動沒有很好的隔離辦法，低頻振動能否控制好，已經(jīng)成為潛艇發(fā)展的瓶頸。除此之外，汽車座椅上的低頻振動會增大駕駛員患腰背部疾病的概率，給他們帶來身體和精神上的傷害，但一直以來，動激勵的隔離和抑制，都是難以解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有低頻隔振技術(shù)的不足，提出了一種基于形狀記憶合金絲超彈性效應(yīng)的新型擬零剛度隔振裝置。本發(fā)明提出的擬零剛度隔振裝置，采用形狀記憶合金絲作為彈性元件，通過對形狀記憶合金絲的預(yù)拉伸處理，使其工作在超彈性工作區(qū)間。在此超彈性工作區(qū)間，形狀記憶合金絲較大的變形引起的恢復(fù)力基本保持不變，因此形狀記憶合金隔振裝置可以取得超低動剛度。以形狀記憶合金絲為彈性元件的隔振裝置，可以有效隔離低頻的振動。

為了實現(xiàn)上述要求，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：本發(fā)明提出的擬零剛度隔振裝置主要由上蓋板、滑輪組、形狀記憶合金絲、工作平臺、柔性薄膜（波紋管），流體介質(zhì)裝置等部件組成。

所述流體介質(zhì)裝置兩端分別為一箱體，中間相通。左端箱體上側(cè)與工作平臺相連接，右端箱體上側(cè)與上蓋板相連接，連接處采用柔性薄膜連接，柔性薄膜具有良好伸縮性。工作平臺與上蓋板面積比為10:1（可根據(jù)需要調(diào)整）。裝置內(nèi)部為流體（氣體，液體均可，根據(jù)需要選擇）。

所述工作平臺上放置需要隔振的動力裝置等振源。

所述上蓋板裝置與流體介質(zhì)裝置右端箱體通過柔性薄膜相連。上蓋板兩側(cè)分別固定滑輪組。

所述滑輪組左右兩側(cè)各三組，分別固定于上蓋板、流體介質(zhì)裝置右端箱體上部、底部，每側(cè)的三組滑輪組之間以形狀記憶合金絲纏繞。最底部滑輪組處安裝搖柄，對形狀記憶合金絲進行預(yù)拉伸處理。滑輪組數(shù)及合金絲纏繞圈數(shù)可根據(jù)激振力大小進行選擇控制。

所述形狀記憶合金絲必須工作在超彈性工作區(qū)內(nèi)。

此擬零剛度隔振裝置主要具有很高的靜態(tài)支撐剛度和基本為零的動態(tài)振動剛度。相比于傳統(tǒng)隔振方式，可以有效的使隔振系統(tǒng)的固有頻率基本為零，下面詳細描述如何實現(xiàn)上述特點：

當振源靜止沒有振動時，流體介質(zhì)裝置中充滿流體，通過搖柄對纏繞在滑輪組之間的形狀記憶合金絲進行預(yù)拉伸，預(yù)拉伸后形狀記憶合金絲受到應(yīng)力作用，使上蓋板受到向下的拉力，擠壓流體，產(chǎn)生壓強。因工作平臺的面積是上蓋板面積的數(shù)十倍，所以相同的壓強下，工作平臺所受支持力是合金絲所受應(yīng)力的數(shù)十倍，合金絲纏繞的圈數(shù)可以根據(jù)振源的質(zhì)量進行選擇控制。這樣，合金絲較小的應(yīng)力可以支持較大重量的振源，利于合金絲充分作用于超彈性區(qū)域。調(diào)節(jié)合金絲預(yù)拉伸量，使得工作平臺底面所受的作用力與振源重量相等，以支撐振源質(zhì)量。這樣就可以很好的保證其靜態(tài)下的支撐剛度。無需精密調(diào)節(jié)裝置，就可以保證其在靜止狀態(tài)下的支撐穩(wěn)定性。