[發(fā)明專利]一種局域共振與顆粒阻尼協(xié)同作用的力學(xué)超材料隔振裝置

在審

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• 申請日: 2023-03-30
• 公開（公告）號: CN116292756A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊泰來;王毅澤;汪越勝
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: F16F15/08
• 分類號: F16F15/08;F16F15/02;F16N15/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 劉子文

1.一種局域共振與顆粒阻尼協(xié)同作用的力學(xué)超材料隔振裝置，其特征在于，包括雙振子周期聲子晶體、柔性連接裝置、自潤滑面板和保護(hù)外殼；

雙振子周期聲子晶體的上、下表面均與自潤滑面板接觸，雙振子周期聲子晶體的左、右兩端均與柔性連接裝置連接，自潤滑面板嵌入保護(hù)外殼中；

所述雙振子周期聲子晶體包括：大六邊形格柵、小六邊形格柵、螺旋彈簧組和散體顆粒群；

所述大六邊形格柵設(shè)有若干個，每個立面中心均設(shè)有通孔，彼此之間通過螺栓連接；所述小六邊形格柵的每個立面中心均設(shè)有通孔，并作為普通局域振子置于大六邊形格柵內(nèi)部，與大六邊形格柵之間通過所述螺旋彈簧組連接；所述散體顆粒群沿力學(xué)超材料隔振裝置的長邊方向且間隔置于小六邊形格柵內(nèi)，與小六邊形格柵共同作為顆粒阻尼局域振子；含普通局域振子和顆粒阻尼局域振子的大六邊形格柵沿平面周期排布，構(gòu)成雙振子周期聲子晶體；

所述柔性連接裝置設(shè)有兩個，對稱設(shè)置于雙振子周期聲子晶體的左、右兩側(cè)，包括多孔連接板、均力梁和串聯(lián)碟簧組；所述多孔連接板設(shè)有若干個不同孔徑的通孔，其與均力梁之間通過串聯(lián)碟簧組連接，多孔連接板遠(yuǎn)離均力梁的一側(cè)與外部構(gòu)件通過螺栓連接；所述均力梁與相鄰大六邊形格柵之間均為螺栓連接；

所述自潤滑面板設(shè)有兩個，分別嵌入上、下保護(hù)外殼的限位卡槽之中；

所述保護(hù)外殼設(shè)有兩個，包括限位卡槽和通孔，所述通孔設(shè)有若干個，保護(hù)外殼之間通過螺栓對合固定連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種局域共振與顆粒阻尼協(xié)同作用的力學(xué)超材料隔振裝置，其特征在于，所述散體顆粒群包括若干個剛性大球及剛性小球，所述剛性小球分散置于所述剛性大球與小六邊形格柵之間的空隙中。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種局域共振與顆粒阻尼協(xié)同作用的力學(xué)超材料隔振裝置，其特征在于，所述雙振子周期聲子晶體具有Bragg散射帶隙與局域共振帶隙，振動在帶隙頻率范圍內(nèi)迅速衰減無法傳播，在通帶頻率范圍內(nèi)的振動被顆粒阻尼局域振子中的顆粒摩擦和碰撞阻尼所耗散。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種局域共振與顆粒阻尼協(xié)同作用的力學(xué)超材料隔振裝置，其特征在于，所述柔性連接裝置還包括自潤滑軸套和限位螺栓；所述自潤滑軸套嵌套于均力梁與多孔連接板對應(yīng)的通孔處；所述限位螺栓為半螺紋螺栓，光軸部分與多孔連接板、串聯(lián)碟簧組以及自潤滑軸套接觸，螺紋部分與螺母接觸。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種局域共振與顆粒阻尼協(xié)同作用的力學(xué)超材料隔振裝置，其特征在于，所述串聯(lián)碟簧組包括長串聯(lián)碟簧和短串聯(lián)碟簧，其中多孔連接板與均力梁之間為長串聯(lián)碟簧，多孔連接板與螺母以及限位螺栓的頭部之間均為短串聯(lián)碟簧，所述長串聯(lián)碟簧的碟簧數(shù)目為短串聯(lián)碟簧數(shù)目的兩倍，以使柔性連接裝置在受拉、壓時均具備彈性，并且在拉伸和壓縮時的彈性系數(shù)一致。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種局域共振與顆粒阻尼協(xié)同作用的力學(xué)超材料隔振裝置，其特征在于，所述剛性大球、剛性小球的表面以及所述小六邊形格柵的內(nèi)壁均采用噴砂處理；用于增加接觸面粗糙度，提高顆粒摩擦碰撞阻尼性能，抑制摩擦尖叫噪聲的產(chǎn)生，并降低摩擦噪聲強(qiáng)度。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種局域共振與顆粒阻尼協(xié)同作用的力學(xué)超材料隔振裝置，其特征在于，隔振效果在255～498Hz頻段、735～891Hz頻段以及1146Hz以上頻段最為顯著。