[實用新型]一種梁結構的剛度調節裝置

有效

• 申請號: 201821389895.2
• 申請日: 2018-08-28
• 公開（公告）號: CN208748954U
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 龐心宇
• 申請（專利權）人: 湖南食品藥品職業學院
• 主分類號: E04C3/02
• 分類號: E04C3/02
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所(普通合伙) 43108
• 代理人: 宋向紅

本實用新型公開了一種梁結構的剛度調節裝置。本實用新型包括空心梁；一根螺旋軸的右端通過左軸承安裝于空心梁的左端軸孔內，螺旋軸左端伸出左端蓋外并與一個撥叉通過螺紋連接，撥叉下部套在一個卡座內；一根卡軸通過右軸承安裝于空心梁的右端軸孔內；一塊矩形面板沿其長度方向的兩端分別與螺旋軸的右端和卡軸的左端固連；矩形面板的寬度與空心梁的內徑相同而使矩形面板與空心梁之間相互接觸。當卡座沿螺旋軸中心軸線方向做直線移動時，帶動撥叉相應地做直線移動，然后撥叉通過螺紋傳動帶動螺旋軸與矩形面板一起旋轉，使矩形面板由平放位置轉向豎放位置，從而使空心梁的剛度隨矩形面板位置的變化而發生變化，進而起到調節空心梁剛度的目的。

技術領域

本實用新型屬于機械工程技術領域，具體涉及一種梁結構的剛度調節裝置。

背景技術

剛度是指材料或結構在受力時抵抗彈性變形的能力，在材料一定時，剛度與結構的幾何形狀、邊界支持情況以及外力作用形式有關。在相同條件下，結構的剛度越大，則其變形就小，剛度越小，則其變形就越大。

在自然界物體必須有足夠的剛度以維持其外形，在工程上，當某些機械、橋梁、建筑物、飛行器和艦船的剛度不夠時就會發生失穩，或在流場中發生顫振等災難性事故；但當剛度過高時，結構在承受沖擊載荷，也容易使結構產生破壞或出現斷裂等事故；若剛度過小，則會影響到結構的工作，如齒輪軸的剛度過小則會影響到齒輪嚙合狀況，而機床剛度過小則會影響到工件的加工精度，因此在結構設計中，必須要按規范確保結構具有足夠的剛度。

結構剛度又可分為靜剛度和動剛度，即結構在靜載荷作用下抵抗變形的能力稱為靜剛度，在動載荷作用下抵抗變形的能力稱為動剛度。當激勵頻率遠小于結構的固有頻率時，結構的動剛度與靜剛度基本相同，當激勵頻率遠大于結構的固有頻率時，此時的動剛度較大，即結構變形較小，當激勵頻率與固有頻率相近時，此時的動剛度較小，即易產生變形。

如果能夠設計一種裝置，使其結構的剛度能夠隨外載荷的變化而變化，那就可以解決結構剛度過大或過小的問題，同時也可以使結構在承受不同外載荷時，結構的變形可保持不變。

結構形式的改變會對結構的剛度有較大影響。根據材料力學知識可知，對于一個高為H、寬為B的矩形截面板，它在YZ平面內，其對Y軸的慣性矩為BH³/12、而對Z軸的慣性矩為B³H/12，若H>B，且在載荷相同情況下，則其在Z向的變形就要小于承受Y向的變形。若該矩形截面板在YZ平面內旋轉，則Z向的變形也會發生變化，即通過使矩形截面板在YZ平面旋轉，就可以調整結構的剛度發生變化。

發明內容

基于上述原理，本實用新型的目的在于克服傳統梁結構設計中剛度保持不變的缺陷，提供一種梁結構的剛度調節裝置，從而能使梁結構在承受不同外載荷時，其變形可保持不變，為梁類結構需要剛度變化的設計提供一條新的思路。

本實用新型的上述目的是通過如下的技術方案來實現的：該梁結構的剛度調節裝置，包括空心梁；空心梁的左、右兩端均設有軸孔、軸承室及端蓋；一根螺旋軸的右端通過左軸承安裝于空心梁的左端軸孔內，螺旋軸的左端伸出左端蓋外并與一個撥叉通過螺紋連接，撥叉下部套在一個卡座內；一根卡軸通過右軸承安裝于空心梁的右端軸孔內；一塊矩形面板沿其長度方向的兩端分別與螺旋軸的右端和卡軸的左端固連；矩形面板的寬度與空心梁的內徑相同而使矩形面板與空心梁之間相互接觸；當卡座沿螺旋軸中心軸線方向做直線移動時，帶動撥叉相應地做直線移動，然后撥叉通過螺紋傳動帶動螺旋軸與矩形面板一起旋轉，使矩形面板由平放位置轉向豎放位置，從而使空心梁的剛度隨矩形面板位置的變化而發生變化，進而起到調節空心梁剛度的目的。

具體的，撥叉與螺旋軸采用大螺距的梯形螺紋連接。這樣有利于快速連續地實現梁結構的剛度調節。

具體的，矩形面板的兩端分別與螺旋軸和卡軸通過焊接方式固連。

具體的，螺旋軸的旋轉角度α在0～90度范圍內。