[實用新型]一種混合擴變約束阻尼振動能耗散結構

有效

• 申請號: 202022256159.3
• 申請日: 2020-10-12
• 公開（公告）號: CN213744662U
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 張文軍;李占龍;燕碧娟;秦園;王瑤
• 申請（專利權）人: 太原科技大學
• 主分類號: F16F15/02
• 分類號: F16F15/02;F16F15/04;E04H9/02;E04B1/98
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 申紹中

本實用新型涉及一種混合擴變約束阻尼振動能耗散結構，包括壓電感應層、擴變層、壓電阻尼層、粘彈阻尼層、彈性約束層和并聯分支電路，壓電感應層設置在待減振結構的內側，擴變層、壓電阻尼層、粘彈阻尼層和彈性約束層從內向外依次設置在待減振結構的外側，壓電阻尼層與并聯分支電路連接組成分支電路壓電阻尼系統；粘彈阻尼層材料的彈性模量取值范圍為1×10⁵～1×10⁷Pa，泊松比取值范圍為0.45～0.5，密度取值范圍為800～1400kg/m³；所述彈性約束層彈性模量取值范圍為7×10¹⁰～2.1×10¹¹Pa，泊松比取值范圍為0.25～0.3，密度取值范圍為2500～7800kg/m³，本實用新型可根據外部環境進行調節、減振頻率范圍寬，本實用新型涉及減震降噪技術領域。

技術領域

本實用新型涉及減震降噪技術領域，更具體而言，涉及一種混合擴變約束阻尼振動能耗散結構。

背景技術

工程機械工作過程中振動的廣泛存在決定了減振結構應用的必然性，在進行機械結構減振降噪設計中，對相關零部件進行阻尼結構減振處理是一種行之有效的方法。阻尼結構處理通常可采用兩種不同的形式：自由阻尼結構和約束阻尼結構。自由阻尼結構是通過在需減振處理的機械零部件上以一定的方式增加一層具有大阻尼的粘彈性阻尼材料，當機械結構發生振動時，粘彈性阻尼材料在交變的拉壓應力作用下會產生應變，將其所受到的振動能轉化為熱能進行耗散；約束阻尼結構是在自由阻尼結構的基礎上，又添加了一層彈性約束層以約束粘彈性層材料發生變形，這樣，當機械結構發生振動時，粘彈性阻尼材料同時承受拉壓變形和剪切變形，因此，約束阻尼結構比自由阻尼結構具有更好的減振效果。但傳統約束阻尼結構由于基層材料與阻尼層材料屬性相差極大，導致在實際應用中的減振效果常常受到一定程度的限制，因此，要想進一步改善振動環境，提高車輛舒適性，研發一種能夠更好的消耗機械振動能量的新型約束阻尼結構變得十分迫切。

中國專利201410483212.X公開了一種仿生層間過渡振動能耗散結構。此結構是在傳統約束阻尼結構的基層與阻尼層間增設一層材料彈性模量介于基層與阻尼層之間的過渡層，過渡層的增加使得阻尼層的剪切變形進一步增大，從而提高了結構的減振效果。但該類被動約束阻尼結構僅對寬頻振動抑制效果較好，而對低頻振動的抑制效果較差，并且減振效果固定，不能適應外部環境的變化，無法實時改變自身的阻尼以適應振動環境的變化；而傳統的主動約束阻尼結構利用壓電元件的逆效應，通過外部電場使壓電元件產生變形，擴大粘彈阻尼層的變形，增加其阻尼效果，同時彌補低頻振動阻尼效果差的不足，并可以根據外部振動環境的變化做出實時的調整，但是需要一個外部電源，提供高電壓，使得系統變的復雜，對整個控制系統有較高的要求。

因此，有必要對現有技術進行改進。

實用新型內容

為了克服現有技術中存在的不足，提供一種可根據外部環境進行調節、減振頻率范圍寬的混合擴變約束阻尼振動能耗散結構。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為：

一種混合擴變約束阻尼振動能耗散結構，包括壓電感應層、擴變層、壓電阻尼層、粘彈阻尼層、彈性約束層和并聯分支電路，所述壓電感應層設置在待減振結構的內側，所述擴變層、壓電阻尼層、粘彈阻尼層和彈性約束層從內向外依次設置在待減振結構的外側，壓電阻尼層與并聯分支電路連接組成分支電路壓電阻尼系統；

粘彈阻尼層材料的彈性模量取值范圍為1×10⁵～1×10⁷Pa，泊松比取值范圍為0.45～0.5，密度取值范圍為800～1400kg/m³；

所述彈性約束層彈性模量取值范圍為7×10¹⁰～2.1×10¹¹Pa，泊松比取值范圍為0.25～0.3，密度取值范圍為2500～7800kg/m³。