[發明專利]一種多頻動力吸振方法及多頻動力吸振器

有效

• 申請號: 202010264598.0
• 申請日: 2020-04-07
• 公開（公告）號: CN111550514B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 涂奉臣;賀才春;胡小剛;肖光輝
• 申請（專利權）人: 株洲時代新材料科技股份有限公司
• 主分類號: F16F7/10
• 分類號: F16F7/10;F16F7/108;F16F7/104
• 代理公司: 株洲湘知知識產權代理事務所(普通合伙) 43232
• 代理人: 張君

一種多頻動力吸振方法及多頻動力吸振器，通過將連接部和質量塊空間角度連接增加動力吸振單元的振動模態，從而減少了固定單元上的吸振單元分布數目，連接部、質量塊和固定單元間的剛性連接使得結構簡單化，增加了整體結構的穩固性并能減小部件間因間隙而產生的頻率匹配誤差影響。本發明涉及的多頻動力吸振方法及多頻動力吸振器結構簡單穩定性好，能有效消除被控對象的多個離散振動固有頻率影響。

技術領域

本發明涉及工程振動控制領域，特別涉及一種多頻動力吸振方法及多頻動力吸振器。

背景技術

在工程振動控制領域，使用動力吸振器減振是常用的方法之一。動力吸振器由輔助質量和彈簧以及阻尼組成，將其振動固有頻率調整至主結構共振頻率附近，改變主結構的共振特性，從而達到對主結構減振的作用。由于具有結構簡單、施工和維修方便、減振效果好和成本較低等優點，動力吸振器已在建筑、橋梁、船舶、汽車、機械加工等領域廣泛使用，對于抑制穩定的單一頻率振動（或線譜振動）效果顯著。

動力吸振器的基本構成包括質量部件和彈簧部件，必要時還可以加入阻尼部件。動力吸振器自身的固有頻率由其質量m和剛度k決定，即動力吸振器自身的固有頻率為。當動力吸振器的固有頻率與被控對象（主結構）的共振頻率相同或接近時，動力吸振器發生共振。在動力吸振器共振過程中，會產生與被控對象振動方向相反的作用力，并作用于被控對象上面，從而抑制被控對象的振動響應。宏觀上看，相當于動力吸振器將被控對象的振動能量吸收到動力吸振器上來，此時，被控對象的振動響應減小，免于被振動損壞。

工程中常見的動力吸振器，大多數只能吸收單頻振動。但在很多情況下，振源情況非常復雜，被控對象往往會受到多個單頻振動的激勵，并且每個頻率跨越的頻帶較寬，需要針對每一個頻率的振動響應進行抑制。這種情況下，若針對每一個激勵頻率都設計一個型號的動力吸振器，則工作量較大，并且吸振器的數量過多，會帶來安裝空間的增大和重量的超標，這在實際工程中通常是難以接受的。為了解決多頻振動的抑制問題，出現了多頻（或寬頻）動力吸振器。

現有技術中，（1）采用振動主動/半主動控制，即通過傳感器獲取振動激勵的頻率變化，經過控制器處理后，由作動器改變動力吸振器的參數（如剛度、質量等參數），從而使得動力吸振器的固有頻率跟隨外界激勵頻率的變化。這種途徑雖然效果顯著，但由于引入了電子控制系統，并且需要從外界輸入能量，使得系統的可靠性降低，并且成本增加很大，所以通常只在極少數不計成本的情況下使用，在一般民用工程領域中很少采用。

（2）仍然采用振動被動控制，將多個頻率的動力吸振器復合在一起。如專利“一種可調式寬頻吸振隔聲支座”（CN201910117580.5）通過將懸臂梁動力吸振器與隔振器相結合，實現一種適用范圍廣且工作頻率可調的可調式寬頻吸振隔聲支座。再如專利“一種組合式寬頻動力吸振裝置”（CN201810955036.3）采用多個統一大小的阻尼基體，動力吸振單元通過框架體組合，可以有針對性的對多個離散的頻率進行吸振；該發明由阻尼基體與質量塊兩部分構成，工作頻率變化范圍廣，調節質量塊相對位置時，工作頻率變化靈敏度高。采用這種被動控制的途徑雖然原理簡單、實施方便。又如專利“一種頻率可調的寬頻動力吸振器及其吸振方法”（CN201610599120.7）包括底座、垂直安裝在所述底座的螺桿、固定吸振單元、至少一組移動吸振單元、螺帽和滑動金屬板。

以上的對比文件均是通過移動質量塊的相對位置改變移動吸振單元的固有振動頻率，從而實現對多個離散的固有振動頻率的振動吸收，一旦移動質量塊的位置確定后，單個振動單元的振動模態將只有一種或最多兩種的振動模。當被控對象具有較多的離散固有振動頻率時，須通過安裝較多的移動振動單元分別對各個離散的固有振動頻率進行吸收，因此將導致整個吸振器的重量、體積過大。并且移動質量塊的相關結構部件均是活動連接，部件數量尤其細小部件較多且復雜，其部件間的活動間隙將影響吸振頻率和被控對象的固有振動頻率的匹配并最終影響吸振效果。

因此提出一種結構步驟簡單、具有多階模態振動的多頻動力吸振方法及多頻動力吸振器在本技術領域內具有重大的意義。