[發(fā)明專利]一種準(zhǔn)零剛度隔振器的試驗裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811568015.2
• 申請日: 2018-12-21
• 公開（公告）號: CN109540493B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 仇越;羅忠;朱云鵬;韓貴鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00;G01M7/02
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 陳玲玉;梅洪玉

1.一種準(zhǔn)零剛度隔振器的試驗裝置，其特征在于，包括負(fù)剛度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(1)、正剛度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(2)和梁-阻尼塊機(jī)構(gòu)(3)；

所述的負(fù)剛度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(1)通過調(diào)節(jié)絲杠手輪(101)，來帶動移動執(zhí)行機(jī)構(gòu)(105)進(jìn)行水平方向的平移，進(jìn)而影響彈簧(108)的拉壓狀態(tài)，從而實現(xiàn)對整體裝置負(fù)剛度的調(diào)整；負(fù)剛度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括絲杠手輪(101)、軸承座A(102)、底部支撐板(103)、絲杠(104)、移動執(zhí)行機(jī)構(gòu)(105)、絲杠滑塊(106)、軸承座B(107)、彈簧(108)、螺栓(109)、螺母(110)和深溝球軸承(111)；所述的底部支撐板(103)通過螺釘與軸承座A(102)和軸承座B(107)相連；軸承座A(102)和軸承座B(107)通過螺栓固定在機(jī)架(201)上；絲杠(104)通過深溝球軸承(111)固定在軸承座A(102)與軸承座B(107)上，其前端通過螺釘與絲杠手輪(101)進(jìn)行連接固定；移動執(zhí)行機(jī)構(gòu)(105)被絲杠(104)穿過，并通過絲杠滑塊(106)和絲杠(104)相配合，確保移動執(zhí)行機(jī)構(gòu)(105)可在底部支撐板(103)上進(jìn)行左右移動；彈簧(108)一端固定在移動執(zhí)行機(jī)構(gòu)(105)上，另一端與螺栓(109)相連，并通過螺母(110)與螺栓之間的配合進(jìn)行固定；

所述的正剛度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(2)通過對螺母(204)進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而對鏤空鋼板(203)的彎曲程度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以實現(xiàn)整體系統(tǒng)正剛度值的調(diào)整；所述的正剛度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(2)包括機(jī)架(201)、底部支撐機(jī)座(202)、鏤空鋼板(203)、螺母(204)；所述的底部支撐機(jī)座(202)頂部通過螺釘與鏤空鋼板(203)相連，底部通過螺栓固定在機(jī)架(201)上；支撐桿305穿過機(jī)架(201)并與螺母(204)相配合，旋轉(zhuǎn)螺母(204)便可實現(xiàn)螺母在支撐桿(305)上的上下移動，從而實現(xiàn)對鏤空鋼板(203)的擠壓，來調(diào)整鏤空鋼板的彎曲程度，從而通過鋼板剛度的變化來完成對整體系統(tǒng)的正剛度值調(diào)節(jié)；

所述的梁-阻尼塊機(jī)構(gòu)(3)包括支撐板(301)、支撐座A(302)、阻尼塊(303)、鋼板(304)、支撐桿(305)、質(zhì)量塊(306)、支撐座B(307)；所述的支撐板(301)通過螺釘固定在支撐座B(307)和軸承座A(102)上，用來限制阻尼塊和鋼板的左右竄動；支撐桿(305)通過孔軸配合與質(zhì)量塊(306)、鋼板(304)和阻尼塊(303)相連接，從而使梁—阻尼塊機(jī)構(gòu)(3)與鏤空鋼板(203)相連接；支撐座A(302)和支撐座B(307)通過螺栓固定在機(jī)架(201)上，其用來對阻尼塊和鋼板的竄動進(jìn)行限制，從而保證系統(tǒng)振動時的穩(wěn)定性。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種準(zhǔn)零剛度隔振器的試驗裝置，其特征在于，對振動時的梁-阻尼塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行橫向位移的限位，通過支撐板(301)與支撐座B(307)和軸承座A(102)固接，對梁-阻尼塊機(jī)構(gòu)在振動時的橫向位移進(jìn)行了限位，使梁-阻尼塊機(jī)構(gòu)在對機(jī)構(gòu)加上振動時可以進(jìn)行縱向的振動。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種準(zhǔn)零剛度隔振器的試驗裝置，其特征在于，充當(dāng)機(jī)構(gòu)剛度元件的彈簧(108)與鏤空鋼板(202)的更換較為簡便，卸載鏤空鋼板(203)固定在底部支撐機(jī)座(202)之間的螺釘，即對鏤空鋼板(203)更換；通過對移動執(zhí)行機(jī)構(gòu)(105)的位置進(jìn)行左右調(diào)節(jié)，使彈簧(108)處于松弛狀態(tài)，便對彈簧(108)進(jìn)行卸載和更換。

4.用權(quán)利要求1-3任一所述一種準(zhǔn)零剛度隔振器的試驗裝置的剛度調(diào)節(jié)方法，其特征在于，步驟如下：

步驟一：針對整體機(jī)構(gòu)負(fù)剛度值進(jìn)行調(diào)節(jié)；

通過控制絲杠手輪(101)的轉(zhuǎn)動，來實現(xiàn)絲杠滑塊(106)的移動，從而帶動移動執(zhí)行機(jī)構(gòu)(105)在底部支撐板(102)上進(jìn)行移動；彈簧(108)一端固定在螺栓(109)上，另一端固定在移動執(zhí)行機(jī)構(gòu)(105)上，移動執(zhí)行機(jī)構(gòu)(105)的左右運動，帶動彈簧(108)進(jìn)行壓縮或拉伸，從而實現(xiàn)對整體系統(tǒng)的負(fù)剛度值的調(diào)節(jié)；

步驟二：針對整體機(jī)構(gòu)正剛度值進(jìn)行調(diào)節(jié)；

通過旋轉(zhuǎn)螺母(204)來實現(xiàn)對鏤空鋼板(203)的擠壓，調(diào)節(jié)螺母(204)的位置來調(diào)整鏤空鋼板(203)的彎曲程度，從而通過鋼板剛度的變化來完成對整體系統(tǒng)正剛度值的調(diào)節(jié)，底部支撐機(jī)座(202)和鏤空鋼板(203)的配合來保證正剛度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)運行的穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性；

步驟三：對振動時的梁-阻尼塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行橫向位移的限位；

通過支撐板(301)與支撐座B(307)和軸承座A(102)的固接，對梁-阻尼塊機(jī)構(gòu)在振動時的橫向位移進(jìn)行了限位，使梁-阻尼塊機(jī)構(gòu)在對機(jī)構(gòu)加上振動時進(jìn)行上下方向的縱向振動；

步驟四：針對整體機(jī)構(gòu)的準(zhǔn)零剛度進(jìn)行了設(shè)計

通過縱向鋼板的剛度(403)k₁與橫向彈簧剛度(405)k₂的調(diào)整與組合使整體機(jī)構(gòu)的剛度達(dá)到接近于零的狀態(tài)，質(zhì)量塊(306)的質(zhì)量(402)為m，對整體機(jī)構(gòu)施加的力(401)為F(t)，橫向彈簧的位移(406)為x₀，梁的一半長度(404)L，整體機(jī)構(gòu)的振動響應(yīng)公式表示為：