[發明專利]一種摩擦誘導變模態的減震方法及裝置

有效

• 申請號: 201811278602.8
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN109457827B
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 趙峰;羅國富;杜文遼;張德海;李一浩;謝歡;王良文
• 申請（專利權）人: 鄭州輕工業學院
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04H9/02;E01D19/00
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 崔旭東

1.一種摩擦誘導變模態的減震方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1)：針對梁結構，采用LMS振動測試系統或其它模態試驗系統，以及移動力錘模態實驗方法或工作模態實驗方法、激振器激勵模態實驗方法，進行預模態實驗分析，獲得所關注的前若干階模態頻率、模態振型和模態節點；

步驟2)：通過LMS振動測試系統或其它數據采集系統以及加速度傳感器，獲得梁結構的響應信號，并采用頻域分析方法確定第i階模態為當前激勵條件下的梁結構響應信號的主要構成；

采用減震裝置進行減震處理：所述減震裝置為摩擦誘導變模態的減震裝置，所述減震裝置包括用于檢測梁結構振動的加速度傳感器以及一個用于與梁結構接觸的摩擦單元，還包括用于沿梁結構徑向擠壓摩擦單元使產生沿梁結構橫向的摩擦力的直線電機和用于驅動摩擦單元沿梁結構軸向移動的平移機構，直線電機的輸出端與所述摩擦單元之間設有彈性緩沖件，所述彈性緩沖件為彈簧；用于驅動摩擦單元沿梁結構軸向移動的平移機構為滾珠滑塊、絲杠構成的絲杠絲母結構，由雙向旋轉電機帶動絲杠正向旋轉或反向旋轉，實現滾珠滑塊沿絲杠軸向的雙向直線運動；所述減震裝置還包括摩擦單元基座，摩擦單元基座的外部與滾珠滑塊固定連接，摩擦單元基座的內部與直線電機固定連接；

步驟3)：根據已經獲得的模態頻率、模態振型和模態節點信息，以及確定的第i階模態，可知第i階模態頻率、模態振型和模態節點信息；此時觸發雙向旋轉電機進行正、反向旋轉，動力經絲杠、滾珠滑塊帶動摩擦單元基座沿梁結構的軸向方向左或向右移動；

步驟4)：使摩擦單元基座移動到第i階模態振型極大值位置，此時對應的摩擦力可最大限度的改變結構模態頻率，使結構模態頻率遠離當前激勵條件下的共振區域；

步驟5)：依據梁結構響應信號的大小對摩擦力幅值的大小進行自適應調節；當梁結構響應大于門限時，觸發直線電機控制開關處于閉合狀態，使直線電機伸長量增大，增大彈簧的壓縮力，使摩擦單元前端與梁結構的法向壓力增大，增大摩擦力幅值；當梁結構響應達到設定值時，觸發直線電機控制開關處于關閉狀態，達到摩擦力的自適應調節；

步驟6)：當摩擦力幅值增大到設定值時，若梁結構響應降低未超過設定閾值，判斷減振失效，或隨著外界激勵的變化導致減振失效；此時，重新判斷第i階模態是否為構成響應的主要模態，并且重復步驟2)～步驟6)。

2.一種采用如權利要求1所述的摩擦誘導變模態的減震方法的減震裝置，其特征在于，包括用于檢測梁結構振動的加速度傳感器以及一個用于與梁結構接觸的摩擦單元，還包括用于沿梁結構徑向擠壓摩擦單元使產生沿梁結構橫向的摩擦力的直線電機和用于驅動摩擦單元沿梁結構軸向移動的平移機構，直線電機的輸出端與所述摩擦單元之間設有彈性緩沖件；所述彈性緩沖件為彈簧；用于驅動摩擦單元沿梁結構軸向移動的平移機構為滾珠滑塊、絲杠構成的絲杠絲母結構，由雙向旋轉電機帶動絲杠正向旋轉或反向旋轉，實現滾珠滑塊沿絲杠軸向的雙向直線運動；所述減震裝置還包括摩擦單元基座，摩擦單元基座的外部與滾珠滑塊固定連接，摩擦單元基座的內部與直線電機固定連接。

3.根據權利要求2所述的摩擦誘導變模態的減震方法的減震裝置，其特征在于，所述直線電機輸出端還設有用于檢測彈性緩沖件與直線電機輸出端之間壓力的壓力傳感器。

4.根據權利要求2所述的摩擦誘導變模態的減震方法的減震裝置，其特征在于，所述彈性緩沖件和摩擦單元之間設置有前端墊塊，所述直線電機和彈性緩沖件之間設置有后端墊塊。

5.根據權利要求4所述的摩擦誘導變模態的減震方法的減震裝置，其特征在于，還包括圍設所述直線電機、前端墊塊、彈性緩沖件、后端墊塊的摩擦單元基座。

6.根據權利要求2所述的摩擦誘導變模態的減震方法的減震裝置，其特征在于，加速度傳感器通過磁力座連接梁結構，或者螺紋連接梁結構。

7.根據權利要求6所述的摩擦誘導變模態的減震方法的減震裝置，其特征在于，加速度傳感器固定在梁結構剛度最大位置或模態節點位置。