[發明專利]一種基于應力剛化效應帶隙可調的單質聲子晶體隔振器

有效

• 申請號: 201810079465.9
• 申請日: 2018-01-26
• 公開（公告）號: CN108374858B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 李躍明;朱昀;周俊辰;耿謙;王迪;李珍
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F16F7/00
• 分類號: F16F7/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開了一種基于應力剛化效應帶隙可調的單質聲子晶體隔振器，包括上基座、下基座、集線器及直流電源；在上基座和下基座之間布設若干根隔振聲子晶體支撐軸，在每根隔振聲子晶體支撐軸上套裝有一組聲子晶體單元組件，每個聲子晶體單元上可拆卸地裝配有一對同極相對的電磁鐵，同一組的聲子晶體單元上的電磁鐵相互串聯成一條閉合電路，每條閉合電路環通過導線與集線器連接，集線器與直流電源連接。本發明能夠解決目前聲子晶體隔振器的帶隙不可調節，制備工藝復雜，隔振頻率范圍較窄的問題。

技術領域

本發明屬于隔振技術領域，涉及一種隔振器，具體涉及一種基于應力剛化效應帶隙可調的單質聲子晶體隔振器。

背景技術

在諸如機械制造、航空航天以及其他工程領域都存在著各種振動問題。過量的有害振動往往會導致結構、設備發生疲勞破壞或失效，對于環境要求較高的尖端裝備而言更是如此。目前，減小機械結構振動的方法可以主要分為兩類：一是控制振源，即減少振動與噪聲的產生，這一方面可以通過結構優化設計，提高制造精度，以及減小安裝誤差等方法來實現；二是對已經產生的振動與噪聲采取隔離、衰減等措施，使其在傳播過程中被削弱，這一方面可以通過添加阻尼系統來實現。然而現有的方法只能通過各種手段使振動被減弱，使其造成的影響在我們要求的范圍之內，而無法消除。

近年出現的聲子晶體材料，具有傳統常規材料所不具備的振動特性，即所謂的彈性波帶隙。彈性波在聲子晶體中傳播時，由于受到其內部周期性結構的調制作用，只有特征頻率處在一定范圍內的彈性波能夠順利傳播，而其他頻率的彈性波會受到阻隔。聲子晶體的彈性波帶隙對裝備結構內部減振、降噪設計等領域有重要意義，特別是在常規阻尼材料所不能發揮效能的范圍的應用。因此，該種新型材料在結構減振、隔聲及新型聲學器件研發等方面有廣闊的應用前景。

然而，傳統的多材質聲子晶體制備方法復雜，而且帶隙范圍由初始設計決定，不具備可調節性，無法為精密尖端裝備提供合適的微振動工作環境，因此很大程度上限制了其應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于應力剛化效應帶隙可調的單質聲子晶體隔振器，能夠解決目前聲子晶體隔振器的帶隙不可調節，制備工藝復雜，隔振頻率范圍較窄的問題。

本發明是通過以下技術方案來實現：

本發明公開一種基于應力剛化效應帶隙可調的單質聲子晶體隔振器，包括上基座、下基座、集線器及直流電源；

在上基座和下基座之間布設若干根隔振聲子晶體支撐軸，在每根隔振聲子晶體支撐軸上套裝有一組聲子晶體單元組件，每個聲子晶體單元上可拆卸地裝配有一對同極相對的電磁鐵，同一組的聲子晶體單元上的電磁鐵相互串聯成一條閉合電路，每條閉合電路環通過導線與集線器連接，集線器與直流電源連接。

優選地，在下基座上部設有隔振下支座，每根隔振聲子晶體支撐軸的上端插裝在上基座上，下端與隔振下支座連接；在上基座上方和隔振下支座下方均設置壓緊端蓋。

優選地，還包括蓋合在上基座上的上蒙皮，蓋合在下基座上的下蒙皮，以及與上蒙皮和下蒙皮連接的側蒙皮，側蒙皮、上蒙皮以及下蒙皮一同包覆于隔振器外周。

優選地，隔振聲子晶體支撐軸的下端與隔振下支座過渡配合，上方的壓緊端蓋與上基座膠接，下方的壓緊端蓋與隔振下支座膠接。

優選地，每條閉合電路環的正負極與均布于上基座上的接線柱連接，通過接線柱將外導線與內導線相連。

優選地，每個聲子晶體單元包括由下至上套設在隔振聲子晶體支撐軸上的一級散射體和二級散射體，在一級散射體等角度均布四個共振懸臂，兩組同極相對的電磁鐵對應套設在這四個共振懸臂上。

進一步優選地，每個局域共振型聲子晶體單胞由非鐵磁性材料通過機械加工或增材制造工藝制成。

更進一步優選地，所述非鐵磁性材料為鋁、銅或工程塑料等。