CN102691360A - 一种蜂窝型阻尼减振装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型的应用于纺织墙板中的阻尼减振装置。目的是提供的减振装置应可通过阻尼层内部的几何体结构而使阻尼层具有各向异性，使受激振动机械能转为其他形式的能量(如热能、变形能等)，使振动波-声波得到最大程度的衰减；该机构还应有结构简单、质量和体积小、便于薄板处安装等优点。技术方案是：一种蜂窝型阻尼减振装置，包括采用低密度阻尼材料一体成型的入射层、辐射层、位于入射层和辐射层之间的阻尼层；其特征在于：所述阻尼层由一组纵横排列的几何体结构组成，所述几何体结构与所述入射层、辐射层组合成蜂窝状，各几何体结构均同向布置，并且各几何体结构在横向和纵向均间隔一定距离。
Description
技术领域
本发明涉及减振降噪技术领域，尤其是一种新型的应用于纺织墙板中的阻尼减振装置。
背景技术
减振和降噪是振动控制中的两个要求，减振技术常用的方法是通过对质量、刚度、阻尼系数的控制，达到减小振幅的目的。在质量、刚度、阻尼系数这三个参数中，传统方法往往更注重对质量和刚度的控制。比如通过增加纺织墙板的质量，从而将振源和所要隔振的区域分离开来以实现减振，这种减振方式在一定频率范围内具有很高的减振效率，其缺点是减振装置的质量和占用的空间比较大，特别是当设备要求高分贝减振时，往往会因为减振装置的质量和占用空间过大而无法满足设计要求。另一种方法是设计双墙板结构来实现隔振减振，其包括第一墙板、第二墙板以及两墙板之间的粘弹性材料，可采用低密度的粘弹性材料来避免出现减振装置质量过大的问题，但双墙板结构中粘弹性材料往往厚度较大，从而导致减振装置空间过大。
同时，上述两种方法在无法改变机械结构（如薄板结构等）的场合无法实施；其次，这些方法只是将机构（系统）或零件的频率响应函数（FrequencyResponse Function，FRF）进行水平平移，其可以改变系统的固有频率，但基本不影响响应特征，或者说对振动的能量没有消耗。
上述问题可通过采用增加部件或系统的阻尼来解决。阻尼是衡量系统损耗振动能或声能的能力，阻尼越大，系统从受激振到回复至受激前的状态所经历的时间就越短，其基本原理是直接通过分子运动进行耗散能量。各种阻尼技术都是围绕如何把受激振动机械能转为其他形式的能量（如热能、变形能等），从而达到减振降噪的功能和目的。中国实用新型专利（ZL200920061886.5）公开了一种可适用于薄壁结构上的阻尼减振片材，但其阻尼层结构过于单一而无法实现高效率的减振。中国实用新型专利（ZL200720073829.X）提出了一种变阻尼减震器，通过电磁线圈的外加磁场改变从阻尼孔流出的磁流变液粘度达到变阻尼减振，其缺点是阻尼系数随机变化，造成间歇性的振动强与弱，减振效果不稳定。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述背景技术的不足，提供一种阻尼减振装置，可通过阻尼层内部的几何体结构而使阻尼层具有各向异性，使受激振动机械能转为其他形式的能量(如热能、变形能等)，使振动波-声波得到最大程度的衰减；该机构还应有结构简单、质量和体积小、便于薄板处安装等优点。
本发明采用的技术方案是：
一种蜂窝型阻尼减振装置，包括采用低密度阻尼材料一体成型的入射层、辐射层、位于入射层和辐射层之间的阻尼层；其特征在于：所述阻尼层由一组纵横排列的几何体结构组成，所述几何体结构与所述入射层、辐射层组合成蜂窝状，各几何体结构均同向布置，并且各几何体结构在横向和纵向均间隔一定距离。
所述几何体结构由两个张口方向相向而对的子单元组成，每个子单元具有两条一体成型的减振边，其中一条减振边与所述入射层连接，并且与入射层的夹角为α1；另一条减振边与所述辐射层连接，并且与辐射层的夹角为α2；两条减振边之间的夹角为α1+α2。
所述α1的取值为30-45°，α2的取值为30-45°。
所述低密度阻尼材料为树脂。
本发明的工作原理是：本发明的入射层靠近振源部位安装，辐射层靠近需减振的部位安装，振动波-声波从入射层入射后进入阻尼层，由于阻尼层中的几何体结构中之间具有一定间隙，因此阻尼层具有各向异性（材料在各方向的力学和物理性能呈现差异的特性），振动波-声波在几何体结构之间产生漫反射，使受激振动机械能转为其他形式的能量(如热能、变形能等)，从而吸收部分振动波-声波，实现减振降噪，小部分能量从辐射面辐射出来。
本发明的有益效果是：本发明的结构简单，质量和体积小，便于薄板处安装，而且由于阻尼层的几何体结构可将受激振动机械能转为其他形式的能量(如热能、变形能等)，因此减振降噪效果较好。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图。
图2是振动波-声波在本发明中的传播方式示意图。
图3是振动波-声波在本发明中传播的传播衰减过程示意图。
图4是本发明的工作原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图所示的实施例进一步说明。
如图1所示，本发明所述的一种蜂窝型阻尼减振装置，包括采用低密度阻尼材料一体成型的入射层A（厚度为0.05-0.1mm）、辐射层B（厚度为0.05-0.1mm）、位于入射层和辐射层之间的阻尼层C（厚度为0.2-0.4mm）；阻尼减振装置的入射层A安装在机器的振源部位，辐射层B安装在机器需减振的部位，从而减弱相关部位的振动。
所述阻尼层由一组纵横排列的几何体结构组成，各几何体结构均同向布置，并且在横向和纵向均间隔一定距离，距离为0.2-0.4mm，从而使阻尼层具有各向异性（材料在各方向的力学和物理性能呈现差异的特性）。所述几何体结构由两个张口方向相向而对的子单元组成，每个子单元具有两条一体成型的减振边，其中一条减振边与所述入射层连接，并且与入射层的夹角为α1；另一条减振边与所述辐射层连接，并且与辐射层的夹角为α2；两条减振边之间的夹角为α1+α2；所述α1的取值为30-45°，α2的取值为30-45°。因此，每个几何体结构的两个子单元和上述入射层、辐射层组成一个蜂窝状的结构。
上述低密度阻尼材料可以采用树脂，推荐采用高粘弹性复合材料QY8911（可外购获得），材料参数为弹性模量E1＝150Gpa，弹性模量E2=9.77Gpa，剪切模量G12＝4.47，泊松比μ＝0.33，密度ρ＝2600kg/m3。
图2说明了振动波-声波的传播方式，其中阻尼层内部结构具有各向异性，入射振动波-声波1从入射层A入射并有微小部分反射振动波-声波2反射回来，余下部分继续传播并通过具有各向异性的阻尼层而从辐射层射出辐射振动波-声波3。依靠阻尼层中几何体结构5的具有各向异性的几何体结构，振动波-声波或多或少被减弱。
图3说明了振动波-声波的传播衰减过程，其振动波-声波1经过阻尼层C中具有各向异性的几何体结构，其传播方向可从与入射层垂直的方向，在几何体结构中漫反射至平行于辐射层的传播方向，从而减小振动和噪音。
图4中，入射层A直接与振源体相接触，辐射层B与机器需减振的部位接触，几何体结构5由材料QY8911所制成，本发明中α1＝α2，α1的范围α1＝30°□45°。结合图2和图3可以分析得出，振动波-声波通过上述阻尼层，振动波-声波的能量得到衰减，Y方向的振动波-声波从入射层A入射，传播到辐射层B，Y方向的振幅已经减弱，从而达到良好的减振效果。
Claims (5)
1.一种蜂窝型阻尼减振装置，包括采用低密度阻尼材料一体成型的入射层（A）、辐射层（B）、位于入射层和辐射层之间的阻尼层（C），所述入射层安装在设备振源部位，所述辐射层安装在设备需减振的部位；其特征在于：所述阻尼层由一组纵横排列的几何体结构（5）组成，所述几何体结构与所述入射层、辐射层组合成蜂窝状，各几何体结构均同向布置，并且各几何体结构在横向和纵向均间隔一定距离。
2.根据权利要求1所述的一种蜂窝型阻尼减振装置，其特征在于所述几何体结构由两个张口方向相向而对的子单元组成，每个子单元具有两条一体成型的减振边，其中一条减振边与所述入射层连接，并且与入射层的夹角为α1；另一条减振边与所述辐射层连接，并且与辐射层的夹角为α2；两条减振边之间的夹角为α1+α2。
3.根据权利要求2所述的一种蜂窝型阻尼减振装置，其特征在于所述α1的取值为30-45°，α2的取值为30-45°。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种蜂窝型阻尼减振装置，其特征在于所述入射层与辐射层平行布置，或者同心布置。
5.根据权利要求1所述的一种蜂窝型阻尼减振装置，其特征在于所述低密度阻尼材料为树脂。
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