[發明專利]一種利用分段線性剛度彈簧的非線性吸振器

有效

• 申請號: 201810292033.6
• 申請日: 2018-04-03
• 公開（公告）號: CN108662059B
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發明（設計）人: 姚紅良;張欽;張世佳;王鈺瑋;馬德凱;聞邦椿
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: F16F7/104
• 分類號: F16F7/104
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

本發明涉及振動抑制領域，特別是提供一種利用分段線性剛度彈簧的非線性吸振器。該非線性吸振器包括組合板簧、質量塊、與待減振系統連接的固定裝置，組合板簧為左右兩側板簧呈對稱的組合結構，左側和右側板簧自外向內依次排列，其相應的板簧寬度逐次增大；質量塊由上壓板、下壓板、連接螺栓組成，固定裝置由上板簧固定件、下板簧固定件、支板、連接螺栓組成。本發明以分段線性剛度彈簧等效代替立方剛度彈簧，對立方剛度的擬合精度高，其剛度變化與位移大小相關，且通過調節組合板簧與質量塊的間隙可有效的改變其非線性；該吸振器將來自待減振系統的能量耗散，其結構簡單緊湊、設計合理，抑振頻帶寬，抑振效果顯著。

技術領域

本發明涉及振動抑制領域，特別是提供一種利用分段線性剛度彈簧的非線性吸振器。

背景技術

振動是各類機械設備在運行過程中不可避免的現象。現階段，隨著設備運作速度的不斷提升，振動問題愈加引起關注。振動將導致機械結構過早的產生破壞，使運動軌跡產生偏離，進一步會導致更為嚴重的設備故障，此類故障將會造成嚴重的危害，不僅影響設備的穩定運行，有些甚至造成災難性的后果。

近年來，傳統的被動式動力吸振器通常采用線性吸振器形式，其結構簡單，且當固有頻率與激勵頻率相同時抑振性能明顯，但寬頻帶抑振效果差；主動式在前者基礎上增加主控制力，使其獲得更好的寬頻帶抑振性能，但主動式吸振器系統質量大、成本高、可靠性差，且需要另外的能量供給；非線性吸振器近年來已得到廣泛的應用，但現有的非線性吸振器的彈性元件通常結構復雜、占用空間較大。因此，上述類型的吸振器應用范圍也受到限制。

因此，人們期望獲得一種通過利用結構簡單緊湊、彈性元件剛度易于調節的非線性吸振器來抑制振動的方法。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種利用分段線性剛度彈簧的非線性吸振器，該吸振器以分段線性剛度等效代替立方剛度彈簧的方法，并可通過調整板簧與壓板間隙改變其非線性，能有效的耗散來自待減振系統的能量，抑振效果十分顯著。

為了解決以上技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種利用分段線性剛度彈簧的非線性吸振器，采用分段線性彈簧等效的擬合非線性剛度彈簧，非線性吸振器包括組合板簧、質量塊、與待減振系統連接的固定裝置，具體結構如下：

組合板簧為左右兩側板簧呈對稱的組合結構，左側和右側板簧自外向內依次排列，其相應的板簧寬度逐次增大；

質量塊由上壓板、下壓板、連接螺栓組成，上壓板、下壓板均采用矩形框型結構，其兩長邊底面開有呈左右對稱狀的階梯形通槽，所述壓板兩長邊底面槽深自中間至兩側方向呈階梯形狀遞減；組合板簧的板簧端伸至上壓板、下壓板之間，上壓板、下壓板的長邊底面最外側通槽分別與板簧lf₁頂面、底面保持接觸，上壓板、板簧lf₁、下壓板通過所述連接螺栓自上而下依次緊密連接，其余板簧與上壓板、下壓板對應面的間隙自中間至兩側逐次增大；

固定裝置由上板簧固定件、下板簧固定件、支板、連接螺栓組成，上板簧固定件、組合板簧的連接端、支板、待減振系統、下板簧固定件通過所述連接螺栓自上而下依次緊密連接。

所述的利用分段線性剛度彈簧的非線性吸振器，待減振系統為懸臂梁。

所述的利用分段線性剛度彈簧的非線性吸振器，組合板簧為左右兩側板簧呈對稱的組合結構，左側和右側分別為四個板簧lf₁，lf₂，lf₃，lf₄自外向內依次排列，其相應的板簧寬度b₁，b₂，b₃，b₄逐次增大，即板簧剛度逐次增大。