CN105840711A - 一种支撑水下隔声障板的金属隔振器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种支撑水下隔声障板的金属隔振器,包括上基座、第一圆柱、第一圆柱腔、第二圆柱、第二圆柱腔、第三圆柱、第三圆柱腔、第四圆柱、第四圆柱腔、第五圆柱、下基座,其特征在于,所述上基座和下基座均为圆形,边缘开有通孔,所述第一圆柱、第二圆柱、第三圆柱、第四圆柱和第五圆柱外形相同,均为实心结构,所述第一圆柱腔、第二圆柱腔、第三圆柱腔和第四圆柱腔外形相同,均为中空结构;本发明的材质为不锈钢,按上述顺序同轴焊接在一起,本发明利用圆柱和圆柱腔组成的“质量‑弹簧”效应进行隔振,隔振性能可由软件进行精确预估,具有耐水腐蚀,使用方便等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属隔振器,尤其涉及一种支撑水下隔声障板的金属隔振器,属于减振降噪领域。
背景技术
目前,在空气中已经有非常成熟的减振器、隔振器,但是在水下应用这些减振器和隔振器时,减振和隔振的性能有限,这是由以下几个方面的原因造成的:一、空气质量和阻尼系数非常小,减振器和隔振器在使用时几乎不用考虑,而水的质量和阻尼系数相比空气来说要大得多;二、空气中的橡胶减振器和隔振器在应用于水下时,很容易被水介质腐蚀,特别是橡胶需要特殊的胶粘接在金属板上,这些胶经长期浸泡,容易造成橡胶脱落,大大降低减振和隔振的性能;三、空气中的橡胶减振器和隔振器在水中会受到浮力作用,相应的质量效应要弱一些,其减振和隔振性能的下降是肯定的;四、空气中的减振器,特别是含有橡胶等非均匀介质时,由于其密度、速度和阻尼等参数不是常数,难以采用软件计算减振和隔振的性能,而只能籍助于试验测试,这严重迟滞了减振器和隔振器的研制过程。由于水下的隔声障板需要的隔振频率为4kHz-8kHz,因此,这些空气中的减振器和隔振器不适合用于支撑水下的隔声障板。
中国专利“一种层叠式金属隔振器”(专利号201210317448),利用金属橡胶作为弹性体,但是该层叠式金属隔振器需要根据动力设备的激励频率和质量等,确定隔振器中弹性体的数量及隔振器数量,并不是一个简易的隔振器。
中国专利“一种三向等刚度金属隔振器”(专利号201210449640),在X、Y、Z向具有相同的刚度,适合对电子设备进行等刚度隔振保护,并不适合支撑水下的隔声障板。
发明内容
本发明的目的是为了能够解决水下隔声障板的支撑和隔振问题,适合在水下4kHz-8kHz范围内使用而提供一种支撑水下隔声障板的金属隔振器。
本发明的目的是这样实现的:包括右上至下依次同轴连接的上基座、第一圆柱、第一圆柱腔、第二圆柱、第二圆柱腔、第三圆柱、第三圆柱腔、第四圆柱、第四圆柱腔、第五圆柱和下基座,所述上基座和下基座的截面形状是圆形,所述第一圆柱、第二圆柱、第三圆柱和第四圆柱是外形相同的实心结构,所述第一圆柱腔、第二圆柱腔、第三圆柱腔、第四圆柱腔是外形相同的中空结构。
本发明还包括这样一些结构特征:
1.第一圆柱、第二圆柱、第三圆柱、第四圆柱、第五圆柱的直径均不大于2cm;第一圆柱腔和第四圆柱腔的上、下表面厚度均不大于0.1cm,第一圆柱腔和第四圆柱腔的外径不小于15cm,第一圆柱腔和第四圆柱腔的侧面厚度不大于0.5cm;第二圆柱腔和第三圆柱腔的上、下表面厚度均不大于0.1cm,第二圆柱腔和第三圆柱腔的外径不小于15cm,第二圆柱腔和第三圆柱腔的侧面厚度不大于2cm。
2.所述上基座、第一圆柱、第一圆柱腔、第二圆柱、第二圆柱腔、第三圆柱、第三圆柱腔、第四圆柱、第四圆柱腔、第五圆柱、下基座的材料均为不锈钢。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明的材质全部为不锈钢,易于机械加工,耐水腐蚀,可在水下长期使用;该支撑水下隔声障板的金属隔振器的密度、阻尼、速度等参数为常数,其隔振性能可由软件精确计算;利用圆柱腔的大盘径比衰减轴向的振动,通过设计圆柱和圆柱腔组成“质量-弹簧”的子振动系统的共振频率偏离有效的工作频带,并将多个子振动系统进行级联组成隔振系统,隔离外界的振动对水下隔声障板的影响。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图;
图2是本发明的俯视方向的结构示意图;
图3是本发明的隔声性能计算结果的示意图。
其中,1为上基座、2为第一圆柱、3为第一圆柱腔、4第二圆柱、5为第二圆柱腔、6为第三圆柱、7为第三圆柱腔、8为第四圆柱、9为第四圆柱腔、10为第五圆柱、11为下基座、12为通孔。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
本发明包括上基座1、第一圆柱2、第一圆柱腔3、第二圆柱4、第二圆柱腔5、第三圆柱6、第三圆柱腔7、第四圆柱8、第四圆柱腔9、第五圆柱10、下基座11;第一圆柱2、第二圆柱4、第三圆柱6和第四圆柱8外形相同,均为实心结构,第一圆柱腔3、第二圆柱腔5、第三圆柱腔7、第四圆柱腔9外形相同,均为中空结构,上基座1的下表面焊接在第一圆柱2的上表面,第一圆柱2的下表面焊接在第一圆柱腔3的上表面,第一圆柱腔3的下表面焊接在第二圆柱4的上表面,第二圆柱4的下表面焊接在第二圆柱腔5的上表面,第二圆柱腔5的下表面焊接在第三圆柱6的上表面,第三圆柱6的下表面焊接在第三圆柱腔7的上表面,第三圆柱腔7的下表面焊接在第四圆柱8的上表面,第四圆柱8的下表面焊接在第四圆柱腔9的上表面,第四圆柱腔9的下表面焊接在第五圆柱10的上表面,第五圆柱10的下表面焊接在下基座11的上表面;上基座1、第一圆柱2、第一圆柱腔3、第二圆柱4、第二圆柱腔5、第三圆柱6、第三圆柱腔7、第四圆柱8、第四圆柱腔9、第五圆柱10、下基座11均为不锈钢材质,按此顺序,同轴排列。
一种支撑水下隔声障板的金属隔振器,包括上基座、第一圆柱、第一圆柱腔、第二圆柱、第二圆柱腔、第三圆柱、第三圆柱腔、第四圆柱、第四圆柱腔、第五圆柱、下基座,其特征在于,所述上基座和下基座均为圆形,所述第一圆柱、第二圆柱、第三圆柱和第四圆柱外形相同,均为实心结构,所述第一圆柱腔、第二圆柱腔、第三圆柱腔、第四圆柱腔外形相同,均为中空结构,上基座、第一圆柱、第一圆柱腔、第二圆柱、第二圆柱腔、第三圆柱、第三圆柱腔、第四圆柱、第四圆柱腔、第五圆柱、下基座的材质均为不锈钢、同轴、按此顺序焊接在一起;所述上基座的直径不大于10cm,在边缘处开有四个通孔;所述第一圆柱的直径不大于2cm;所述第一圆柱腔的外直径不小于15cm,上、下表面的厚度不大于0.1cm,侧壁厚度不大于0.5cm;所述第二圆柱的直径不大于2cm;所述第二圆柱腔的外直径不小于15cm,上、下表面的厚度不大于0.1cm,侧壁厚度不大于2cm;所述第三圆柱的直径不大于2cm;所述第三圆柱腔的外直径不小于15cm,上、下表面的厚度不大于0.1cm,侧壁厚度不大于2cm;所述第四圆柱的直径不大于2cm;所述第四圆柱腔的外直径不小于15cm,上、下表面的厚度不大于0.1cm,侧壁厚度不大于0.5cm;所述第五圆柱的直径不大于2cm;所述下基座的直径不大于10cm,在边缘处开有四个通孔。
结合图1,给出本发明的一个具有具体参数的实施例:
上基座的外直径为10cm,厚度为0.2cm,在边缘处开有四个通孔;
第一圆柱的外直径为2cm,高度0.5cm;
第一圆柱腔为封闭的圆柱壳结构,中间是空气,圆柱壳外直径为15cm,高度0.5cm,上、下表面的厚度为0.1cm,侧壁厚度为0.5cm;
第二圆柱的外直径为2cm,高度0.5cm;
第二圆柱腔为封闭的圆柱壳结构,中间是空气,圆柱壳外直径为15cm,高度0.5cm,上、下表面的厚度为0.1cm,侧壁厚度为2cm;
第三圆柱的外直径为2cm,高度0.5cm;
第三圆柱腔为封闭的圆柱壳结构,中间是空气,圆柱壳外直径为15cm,高度0.5cm,上、下表面的厚度为0.1cm,侧壁厚度为2cm;
第四圆柱的外直径为2cm,高度0.5cm;
第四圆柱腔为封闭的圆柱壳结构,中间是空气,圆柱壳外直径为15cm,高度0.5cm,上、下表面的厚度为0.1cm,侧壁厚度为0.5cm;
第五圆柱的外直径为2cm,高度0.5cm;
下基座的外直径为10cm,厚度为0.2cm,在边缘处开有四个通孔;
结合图2:建立该支撑水下金属隔声障板的金属隔振器的有限元模型,经边界元计算得到的隔振性能:在4kHz-8kHz频率范围内,隔振效果在15dB以上。
Claims (3)
1.一种支撑水下隔声障板的金属隔振器,其特征在于:包括右上至下依次同轴连接的上基座、第一圆柱、第一圆柱腔、第二圆柱、第二圆柱腔、第三圆柱、第三圆柱腔、第四圆柱、第四圆柱腔、第五圆柱和下基座,所述上基座和下基座的截面形状是圆形,所述第一圆柱、第二圆柱、第三圆柱和第四圆柱是外形相同的实心结构,所述第一圆柱腔、第二圆柱腔、第三圆柱腔、第四圆柱腔是外形相同的中空结构。
2.根据权利要求1所述的一种支撑水下隔声障板的金属隔振器,其特征在于:第一圆柱、第二圆柱、第三圆柱、第四圆柱、第五圆柱的直径均不大于2cm;第一圆柱腔和第四圆柱腔的上、下表面厚度均不大于0.1cm,第一圆柱腔和第四圆柱腔的外径不小于15cm,第一圆柱腔和第四圆柱腔的侧面厚度不大于0.5cm;第二圆柱腔和第三圆柱腔的上、下表面厚度均不大于0.1cm,第二圆柱腔和第三圆柱腔的外径不小于15cm,第二圆柱腔和第三圆柱腔的侧面厚度不大于2cm。
3.根据权利要求1或2所述的一种支撑水下隔声障板的金属隔振器,其特征在于:所述上基座、第一圆柱、第一圆柱腔、第二圆柱、第二圆柱腔、第三圆柱、第三圆柱腔、第四圆柱、第四圆柱腔、第五圆柱、下基座的材料均为不锈钢。
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