CN106499917B - 一种非限位的多功能粘弹性支撑结构群 - Google Patents

一种非限位的多功能粘弹性支撑结构群 Download PDF

Info

Publication number
CN106499917B
CN106499917B CN201610933481.0A CN201610933481A CN106499917B CN 106499917 B CN106499917 B CN 106499917B CN 201610933481 A CN201610933481 A CN 201610933481A CN 106499917 B CN106499917 B CN 106499917B
Authority
CN
China
Prior art keywords
supporting construction
viscoelastic brace
viscoelastic
construction unit
mrow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610933481.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106499917A (zh
Inventor
李东旭
尹昌平
郝东
刘望
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National University of Defense Technology
Original Assignee
National University of Defense Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National University of Defense Technology filed Critical National University of Defense Technology
Priority to CN201610933481.0A priority Critical patent/CN106499917B/zh
Publication of CN106499917A publication Critical patent/CN106499917A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106499917B publication Critical patent/CN106499917B/zh
Priority to PCT/CN2017/119630 priority patent/WO2018082718A1/zh
Priority to US15/989,200 priority patent/US10527124B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/04—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means
    • F16F15/08—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means with rubber springs ; with springs made of rubber and metal
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16M—FRAMES, CASINGS OR BEDS OF ENGINES, MACHINES OR APPARATUS, NOT SPECIFIC TO ENGINES, MACHINES OR APPARATUS PROVIDED FOR ELSEWHERE; STANDS; SUPPORTS
    • F16M11/00—Stands or trestles as supports for apparatus or articles placed thereon ; Stands for scientific apparatus such as gravitational force meters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D27/00—Arrangement or mounting of power plants in aircraft; Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/40—Arrangements for mounting power plants in aircraft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D27/00—Arrangement or mounting of power plants in aircraft; Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/40—Arrangements for mounting power plants in aircraft
    • B64D27/402—Arrangements for mounting power plants in aircraft comprising box like supporting frames, e.g. pylons or arrangements for embracing the power plant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F3/00—Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic
    • F16F3/08—Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic with springs made of a material having high internal friction, e.g. rubber
    • F16F3/087—Units comprising several springs made of plastics or the like material
    • F16F3/0873—Units comprising several springs made of plastics or the like material of the same material or the material not being specified
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/10—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect
    • F16F7/104—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect the inertia member being resiliently mounted
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2224/00—Materials; Material properties
    • F16F2224/02—Materials; Material properties solids
    • F16F2224/025—Elastomers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2228/00—Functional characteristics, e.g. variability, frequency-dependence
    • F16F2228/08—Functional characteristics, e.g. variability, frequency-dependence pre-stressed

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)
  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)

Abstract

本发明属于航天结构设计领域，具体的涉及一种非限位的多功能粘弹性支撑结构群，包括基础结构、被支撑结构和若干个粘弹性支撑结构单元；所述若干个粘弹性支撑结构单元构成的一个环状的、不连续的群组，粘弹性支撑结构单元设置在基础结构与被支撑结构之间；所述粘弹性支撑结构单元分别与基础结构和被支撑结构以预压紧和面接触的方式相连接，不存在固定约束关系。本发明通过自身结构材料的粘弹性效应来吸收振动能量，还与被支撑结构一起构成了弹簧‑振子减振系统，通过所述结构群几何拓扑边界的变化，允许被支撑结构发生相对运动，从而将外界传来的振动能量转化为振子动能的方式来消耗振动能量，有效地改善了被支撑结构的力学环境。

Description

一种非限位的多功能粘弹性支撑结构群
技术领域
本发明属于航天结构设计领域，具体的涉及一种非限位的多功能粘弹性支撑结构群。
背景技术
现有技术中用于实现两个物体或结构之间连接的方式主要有两类：一类是采用诸如螺接、铆接、焊接、插接/卡接、铰接、销轴连接等的机械连接方式；另一类是采用诸如粘接(胶接)以及热熔连接等的化学连接方式。但是，有些航天应用场合中的特殊物体或结构之间，不允许采用常规的螺接或胶接等方式进行连接(例如新型结构电池等)，而且希望连接机构除具有常规的支撑承载功能外，还要具备其它的多种功能于一体，例如需要被连接(或被支撑)的结构在保持连接状态的同时，能够发生相对运动，以达到实现振动能量消耗的目的，从而改善被连接结构所处的力学环境，又或者例如在实现支撑与连接的同时，有效减小外界环境振动在结构之间的传递，等等。
因此，急需发展一种现有连接方式无法实现的、既能支撑承载和传递力、又能减少振动传递的、而且同时还能满足航天应用需求的多功能弹性支撑结构。该类支撑结构具有多功能特征，即：除起支撑承载作用外，还能够通过自身的弹性变形来消耗振动能量，能够同时提供刚度和阻尼，此外还最好具有良好的绝缘、散热性能以及良好的空间环境适应性等，以满足安装一类带电、发热结构等航天应用需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种非限位的多功能粘弹性支撑结构群，以解决现有技术中所用支撑结构难以适应太空复杂的真空环境，且难以满足在对一类航天电源结构进行支撑的同时，实现减振、散热和绝缘等多种功能的技术问题。具体技术方案如下：
一种非限位的多功能粘弹性支撑结构群，包括基础结构、被支撑结构和若干个粘弹性支撑结构单元；所述若干个粘弹性支撑结构单元构成的一个环状的、不连续的群组，粘弹性支撑结构单元设置在基础结构与被支撑结构之间；所述粘弹性支撑结构单元分别与基础结构和被支撑结构以预压紧和面接触的方式相连接，不存在固定约束关系；所述多功能粘弹性支撑结构群中粘弹性支撑结构单元的数量和几何尺寸是由被支撑结构所需要提供的刚度和阻尼、被支撑结构与基础结构之间的几何边界条件以及粘弹性支撑结构单元内部预紧力大小来综合确定。
进一步地，所述粘弹性支撑结构单元选用弹性模量不小于2.0兆帕、泊松比小于0.47、绝缘电阻大于50兆欧、导热系数大于0.2瓦/米·摄氏度、真空挥发度小于0.01％的材料制作而成。
进一步地，所述粘弹性支撑结构单元在长度方向的尺寸L由下式进行确定：
式中，E和A分别为粘弹性支撑结构单元的压缩弹性模量和横截面面积，F0为粘弹性支撑结构单元在理想安装状态设计的预紧力大小，D为被支撑结构与基础结构之间的垂直距离；“·”表示乘法运算符号。
所述粘弹性支撑结构单元在厚度方向的尺寸H应满足如下关系式：
H≤H0-ν(L-D) (2)
式中，ν为粘弹性支撑结构单元所用材料的泊松比，H0为被支撑结构的厚度。
进一步地，在水平方向(x方向)和垂直方向(y方向)上布置的粘弹性支撑结构单元的数量n分别满足如下条件式：
式中，E、L和A分别为粘弹性支撑结构单元的压缩弹性模量、长度和横截面面积，K0为被支撑结构所需要提供的刚度。
进一步地，所述被支撑结构的外包络线为方形或圆形，所述基础结构的内包络线为方形或圆形，所述弹性支撑结构群的两个面分别与被支撑结构外侧和基础结构的内侧以面接触的方式接触，其形状依据被支撑结构的外包络线和基础结构的内包络线共同决定。
进一步地，所述粘弹性支撑结构单元采用乙烯基封端聚二甲基硅氧烷材料制作而成。
进一步地，所述非限位的多功能粘弹性支撑结构群应用于航天结构，所述被支撑结构为电源模块。
采用本发明的技术效果是：本发明对被支撑结构形成了良好、稳固的支撑。本发明一方面可通过自身结构材料的粘弹性效应来吸收振动能量，另一方面还与被支撑结构(相当于具有一定质量的振子)一起构成了弹簧-振子减振系统，通过所述结构群几何拓扑边界的变化，允许被支撑结构发生相对运动，从而将外界传来的振动能量转化为振子动能的方式来消耗振动能量，这两方面综合作用的结果降低了振动在结构中的传递，有效地改善了被支撑结构的力学环境。因此，本发明提供了一种新的结构支撑方式，其设计灵活、构型保持和性能保持能力强，既能支撑承载和传递力、又能减少振动传递，同时还具有良好的绝缘、散热等性能，且真空挥发度极小，耐空间高低温循环性能好，能够很好地满足航天应用及发展的新要求。本发明有效解决了结构非限位约束支撑、减振、绝缘以及散热等多功能一体化设计的难题。
附图说明
图1是本发明所述多功能粘弹性支撑结构群的示意图；
图2是本发明所述多功能粘弹性支撑结构群的四种应用情形示意图；其中，图2(a)是应用于方形被支撑结构和方形基础结构的连接情形；图2(b)是应用于圆形被支撑结构和方形基础结构的连接情形；图2(c)是应用于方形被支撑结构和圆形基础结构的连接情形；图2(d)是应用于圆形被支撑结构和圆形基础结构的连接情形；
图3是图2(a)所示情形的多功能粘弹性支撑结构群的组成示意图；
图4是图2(a)所示情形的多功能粘弹性支撑结构群中一个单元的尺寸示意图；
图5为粘弹性支撑结构单元在预紧力作用下发生的变形示意图；
图6是加速度传感器的安装位置示意图；
图7是x方向的加速度输出响应图。
图中标号：1为多功能粘弹性支撑结构群，1-1为粘弹性支撑结构单元，2为被支撑结构，2-1为被支撑结构的外包络，3为基础结构，3-1为基础结构的内包络，即约束边界；L表示其中一个粘弹性支撑结构单元的长度，W表示其中一个粘弹性支撑结构单元的宽度，H表示其中一个粘弹性支撑结构单元的厚度；xoy表示坐标系。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步解释说明。
如图1所示，本发明所述的一种非限位的多功能粘弹性支撑结构群，包括多个粘弹性支撑结构单元，所述多个粘弹性支撑结构单元1-1整体成环状、不连续的设置在被支撑结构2和基础结构3之间，它用于对被支撑结构2形成一种稳固的支撑。所述非限位的多功能粘弹性支撑结构群可应用于任意不同形状的被支撑结构(即被支撑结构的外包络线为任意形状)以及任意不同形状的基础结构(即基础结构的内包络线为任意形状)的组合场合中，图1给出了本发明的一般应用示意图。为了更好地表达本发明的应用场合，图2给出了四种通常的应用情形。其中，图2(a)是将本发明所述多功能粘弹性支撑结构群应用于支撑某航天用电源模块，该电源模块作为被支撑结构，是一类带电、发热的航天结构，除希望实现被有效地支撑外，还希望同时能够实现对其减振、绝缘、散热等功能。下面，以图2(a)所示的情形来对本发明作进一步详细说明。
由图2(a)可以看出，该实施例是将本发明应用于一种方形被支撑结构和方形基础结构的连接情形，其中，方形被支撑结构是指被支撑结构的外包络线为方形，方形基础结构是指基础结构的内包络线为方形；被支撑结构2的外包络2-1以及基础结构3的内包络，即约束边界3-1，共同联合决定了本发明所述多功能粘弹性支撑结构群的几何拓扑构型。显而易见，该实施例中多功能粘弹性支撑结构群1的几何拓扑构型呈一个“回”字形构型，如图3所示。其中，本实施例中所设计的粘弹性支撑结构单元1-1的外形呈长方体状，它的结构尺寸示意图如图4所示。
从图2(a)还可以看出，粘弹性支撑结构单元1-1与被支撑结构2、基础结构3之间均是以面接触的方式相接，不存在几何限位关系；粘弹性支撑结构单元1-1以预压紧的方式安装在被支撑结构2和基础结构3之间，通过预压紧产生足够的弹性压力和面摩擦力来实现对被支撑结构2的弹性约束和支撑。通过这种预压紧产生弹性力和摩擦力的方式，实现了对被支撑结构2的弹性约束支撑，达到了给被支撑结构2形成一种稳固、良好支撑的目的。粘弹性支撑结构单元1-1不仅能够支撑承载和传递力，起弹性支撑作用，而且同时还可以通过自身的弹性变形消耗振动能量，对所支撑的结构起减振作用。所述多功能粘弹性支撑结构群1正是通过粘弹性支撑结构单元1-1产生的粘弹性效应，起到了衰减结构系统的振动能量的效果。
为了在粘弹性支撑结构单元1-1的内部形成恰当的预紧力，需要合适设计粘弹性支撑结构单元1-1在长度方向的尺寸L。设粘弹性支撑结构单元在理想安装状态的预紧力为F0，被支撑结构2与基础结构3之间的垂直距离(两者之间的间隙)为D，由于粘弹性支撑结构单元在预紧力F0的作用下长度L会发生缩短(其变形示意图如图5所示)，缩短量为F0L/EA，缩短之后的长度恰好等于间隙D，因此有L-F0L/EA＝D，从而得到L满足如下关系式：
此外，粘弹性支撑结构单元1-1在厚度方向的尺寸H应尽量与被支撑结构的厚度H0一致，但应小于H0。由于粘弹性支撑结构单元1-1以预压紧的方式嵌入到被支撑结构2与基础结构3之间，根据材料的泊松效应，粘弹性支撑结构单元1-1在长度L缩短的同时，在厚度方向的尺寸H会增大，增大量为ν(L-D)。现假设粘弹性支撑结构单元1-1所用材料的泊松比是ν，由此H应满足如下关系式：
H≤H0-ν(L-D) (2)
下面再考察任意一个方向上(例如x方向，如图2(a)所示)，需要布置的粘弹性支撑结构单元的数量n。设粘弹性支撑结构单元的压缩弹性模量为E，相关结构尺寸为：长度为L，宽度为W，厚度为H，横截面面积为A，A＝W·H，而被支撑结构所需要提供的刚度为K0，则该方向上粘弹性支撑结构单元能够提供的刚度K1相当于n个弹簧并联起来的刚度，用数学表达式可写为：
进而可以推导得到数量n应该满足如下条件：
综合式(1)、式(2)和式(4)，可以得出如下结论：所述粘弹性支撑结构单元1-1的数量和几何尺寸主要是由被支撑结构2所需要提供的刚度、阻尼、被支撑结构2与基础结构3之间的几何边界条件以及结构内部的预紧力F0来综合确定。
对于图2(a)所示的本发明实施例，设被支撑结构2与基础结构3之间的间隙D＝38mm，理想预紧力F0＝100N，压缩弹性模量为E＝2.0MPa，横截面面积A＝800mm2，根据式(1)，可以计算得到粘弹性支撑结构单元的长度L为40.53mm。再设被支撑结构需要提供的刚度K0＝1×105N/m，则根据式(4)可以知道每个方向需要采用3个粘弹性支撑结构单元对该电源模块进行支撑。
此外，本实施例中被支撑结构为一类带电、发热的航天结构，为满足航天应用场合需要，它应该具有良好的绝缘、散热等性能，同时在真空环境下挥发性尽可能小。由此，所述粘弹性支撑结构单元1-1需要选用弹性模量较高、泊松比适中、绝缘电阻大、导热系数较高、且真空挥发度极小的材料制成，其中，弹性模量应不小于2.0兆帕，泊松比应小于0.47，绝缘电阻应大于50兆欧，导热系数应大于0.2瓦/米·摄氏度，真空挥发度应小于0.01％。在如图1所示的本实施例中，所述粘弹性支撑结构单元选用乙烯基封端聚二甲基硅氧烷材料制作而成，其具体制备方法详见已申请专利“多功能弹性连接件的制备方法”(申请号：201610303550.X)。
上述乙烯基封端聚二甲基硅氧烷材料为一种弹性高分子硅橡胶材料，具有可加工性强，可以根据具体的应用需要，通过模具加注的方式制作成任意形状的特性，其具体的化学分子结构式为：
由于采用上述弹性高分子硅橡胶材料，所制作的粘弹性支撑结构单元的弹性模量较小，约2.0Mpa，因而具有良好的弹性特性。此外，它还具有良好的绝缘与散热性能。该粘弹性支撑结构单元的绝缘电阻大于100兆欧，电气强度高、耐压性强，因而电绝缘性能优良。与常规的高分子材料相比，该材料的导热系数较高，其值为0.326瓦/米·摄氏度，热传导效果较好，因而对被支撑结构来说具有较好的散热性能。另外，该材料的真空挥发度极小，可收集的真空挥发物小于0.01％，因此适合在太空真空环境下应用。
为进一步验证应用本发明后的减振效果，在地面条件下对图2(a)所示情形的结构开展加速度响应测试试验。如图6所示，沿x方向在框架上的两个中点分别粘贴并布置两个加速度传感器JSDC01和JSDC02，并沿图中的箭头位置和方向用力锤对框架进行敲击激励，通过测试计算机采集得到加速度传感器的响应信号。在x方向上敲击时得到加速度传感器1(JSDC01)和加速度传感器2(JSDC02)的加速度信号如图7所示。从图7可以看出，加速度传感器1的信号峰值明显大于加速度传感器2信号峰值，因此可以得出结论，敲击所产生的振动经过应用本发明的结构传递后有明显衰减。
本领域技术人员将清楚本发明的范围不限制于以上讨论的示例，有可能对其进行若干改变和修改，而不脱离所附权利要求书限定的本发明的范围。尽管己经在附图和说明书中详细图示和描述了本发明，但这样的说明和描述仅是说明或示意性的，而非限制性的。本发明并不限于所公开的实施例。
通过对附图，说明书和权利要求书的研究，在实施本发明时本领域技术人员可以理解和实现所公开的实施例的变形。在权利要求书中，术语“包括”不排除其他步骤或元素，而不定冠词“一个”或“一种”不排除多个。在彼此不同的从属权利要求中引用的某些措施的事实不意味着这些措施的组合不能被有利地使用。权利要求书中的任何参考标记不构成对本发明的范围的限制。

Claims (6)

1.一种非限位的多功能粘弹性支撑结构群，其特征在于：包括基础结构、被支撑结构和若干个粘弹性支撑结构单元；所述粘弹性支撑结构单元设置在基础结构与被支撑结构之间，所述粘弹性支撑结构单元分别与基础结构和被支撑结构以预压紧和面接触的方式相连接；
所述多功能粘弹性支撑结构群的设计方法，包括如下步骤：
第一步，设计基础结构、被支撑结构的几何尺寸；
第二步，设计粘弹性支撑结构单元的形状；根据基础结构的内包络线确定所述粘弹性支撑结构单元与基础结构接触面的形状，根据被支撑结构的外包络线确定所述粘弹性支撑结构单元与被支撑结构接触面的形状；所述粘弹性支撑结构单元在长度方向的尺寸L由下式进行确定：
<mrow> <mi>L</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>E</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mi>A</mi> </mrow> <mrow> <mi>E</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mi>A</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>F</mi> <mn>0</mn> </msub> </mrow> </mfrac> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mi>D</mi> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
式中，E和A分别为粘弹性支撑结构单元的压缩弹性模量和横截面面积，F0为粘弹性支撑结构单元在理想安装状态设计的预紧力大小，D为被支撑结构与基础结构之间的垂直距离；
所述粘弹性支撑结构单元在厚度方向的尺寸H应满足如下关系式：
H≤H0-ν(L-D) (2)
式中，ν为粘弹性支撑结构单元所用材料的泊松比，H0为被支撑结构的厚度；
第三步，设计粘弹性支撑结构单元的数量；根据被支撑结构所需要提供的刚度和阻尼，在水平方向和垂直方向布置的粘弹性支撑结构单元的数量n分别满足如下条件：
<mrow> <mi>n</mi> <mo>&amp;GreaterEqual;</mo> <msub> <mi>K</mi> <mn>0</mn> </msub> <mfrac> <mi>L</mi> <mrow> <mi>E</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mi>A</mi> </mrow> </mfrac> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>4</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
式中，E、L和A分别为粘弹性支撑结构单元的压缩弹性模量、长度和横截面面积，K0为被支撑结构所需要提供的刚度。
2.如权利要求1所述的一种非限位的多功能粘弹性支撑结构群，其特征在于：所述若干个粘弹性支撑结构单元构成的一个环状的、不连续的群组。
3.如权利要求1所述的一种非限位的多功能粘弹性支撑结构群，其特征在于：所述粘弹性支撑结构单元选用弹性模量不小于2.0兆帕、泊松比小于0.47、绝缘电阻大于50兆欧、导热系数大于0.2瓦/米·摄氏度、真空挥发度小于0.01％的材料制作而成。
4.如权利要求1所述的一种非限位的多功能粘弹性支撑结构群，其特征在于：所述被支撑结构的外包络线为方形或圆形，所述基础结构的内包络线为方形或圆形，所述弹性支撑结构群的形状依据被支撑结构的外包络线和基础结构的内包络线共同决定。
5.如权利要求1所述的一种非限位的多功能粘弹性支撑结构群，其特征在于：所述粘弹性支撑结构单元采用乙烯基封端聚二甲基硅氧烷材料制作而成。
6.如权利要求1所述的一种非限位的多功能粘弹性支撑结构群，其特征在于：所述非限位的多功能粘弹性支撑结构群应用于航天结构，所述被支撑结构为电源模块。
CN201610933481.0A 2016-11-01 2016-11-01 一种非限位的多功能粘弹性支撑结构群 Active CN106499917B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610933481.0A CN106499917B (zh) 2016-11-01 2016-11-01 一种非限位的多功能粘弹性支撑结构群
PCT/CN2017/119630 WO2018082718A1 (zh) 2016-11-01 2017-12-29 一种非限位的多功能粘弹性支撑结构群
US15/989,200 US10527124B2 (en) 2016-11-01 2018-05-25 Non-limit multi-function viscoelastic support structure group

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610933481.0A CN106499917B (zh) 2016-11-01 2016-11-01 一种非限位的多功能粘弹性支撑结构群

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106499917A CN106499917A (zh) 2017-03-15
CN106499917B true CN106499917B (zh) 2017-09-12

Family

ID=58318905

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610933481.0A Active CN106499917B (zh) 2016-11-01 2016-11-01 一种非限位的多功能粘弹性支撑结构群

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10527124B2 (zh)
CN (1) CN106499917B (zh)
WO (1) WO2018082718A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106499917B (zh) 2016-11-01 2017-09-12 中国人民解放军国防科学技术大学 一种非限位的多功能粘弹性支撑结构群
CN108412933A (zh) * 2018-04-24 2018-08-17 广州中国科学院工业技术研究院 一种具有粘弹性功能的结构单元
CN110450639B (zh) * 2019-08-16 2024-06-28 上海工程技术大学 一种电气化列车受电弓碳滑板装置
CN110837716B (zh) * 2020-01-10 2020-11-17 潍柴动力股份有限公司 曲柄销与连杆大头的结构设计方法
CN116882214B (zh) * 2023-09-07 2023-12-26 东北石油大学三亚海洋油气研究院 基于dfl粘弹性方程的瑞雷波数值模拟方法及系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101408045A (zh) * 2008-11-14 2009-04-15 大连理工大学 粘弹性多维减振器
CN101725482A (zh) * 2009-12-30 2010-06-09 洛阳双瑞橡塑科技有限公司 一种风力发电机齿轮箱用阻尼复合型变刚度减振支撑
CN105315515A (zh) * 2014-07-04 2016-02-10 住友橡胶工业株式会社 高衰减组合物、制震阻尼器及免震支撑体

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6420475B1 (en) * 1994-04-19 2002-07-16 Applied Elastomerics, Inc. Tear resistant elastic crystal gels gel composites and their uses
JP2003239425A (ja) * 2002-02-20 2003-08-27 Tokyo Gas Co Ltd 衝撃絶縁器
JP2009127653A (ja) * 2007-11-20 2009-06-11 Nissan Motor Co Ltd マウント装置
CN101910252B (zh) * 2007-12-21 2015-02-18 陶氏康宁公司 离聚硅氧烷热塑性弹性体
JP6329693B2 (ja) * 2015-03-16 2018-05-23 本田技研工業株式会社 ダイナミックダンパ、防振装置、及び磁気粘弾性エラストマの製造方法
EP3283785B1 (en) * 2015-04-15 2019-12-25 Pumpkin Mounts, Llc An improved mounting
US11131360B2 (en) * 2015-12-03 2021-09-28 Viasat, Inc. Vibration isolation apparatuses for crystal oscillators
EP3279247A1 (en) * 2016-08-04 2018-02-07 The Provost, Fellows, FDN Scholars, & the other members of Board, of the Collage of the Holy & Undiv. Trinity of Queen Elizabeth, near Dublin Viscoelastic conductive nanomaterial-polymer nanocomposites
CN106499917B (zh) * 2016-11-01 2017-09-12 中国人民解放军国防科学技术大学 一种非限位的多功能粘弹性支撑结构群

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101408045A (zh) * 2008-11-14 2009-04-15 大连理工大学 粘弹性多维减振器
CN101725482A (zh) * 2009-12-30 2010-06-09 洛阳双瑞橡塑科技有限公司 一种风力发电机齿轮箱用阻尼复合型变刚度减振支撑
CN105315515A (zh) * 2014-07-04 2016-02-10 住友橡胶工业株式会社 高衰减组合物、制震阻尼器及免震支撑体

Also Published As

Publication number Publication date
CN106499917A (zh) 2017-03-15
US20190136941A1 (en) 2019-05-09
US10527124B2 (en) 2020-01-07
WO2018082718A1 (zh) 2018-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106499917B (zh) 一种非限位的多功能粘弹性支撑结构群
Sirohi et al. Harvesting wind energy using a galloping piezoelectric beam
CN203684433U (zh) 菱形桁架式阻尼器变形增幅装置
Xie et al. An experimental study on a novel cylinder harvester made of L-shaped piezoelectric coupled beams with a high efficiency
CN201635210U (zh) 粘弹性复合型形状记忆合金阻尼器
CN101694400B (zh) 一种具有自供电功能的电子人体秤
Tan et al. Sliding-impact bistable triboelectric nanogenerator for enhancing energy harvesting from low-frequency intrawell oscillation
CN103233531A (zh) 一种装配式粘弹性阻尼墙体
CN203722511U (zh) 一体式摩擦发电机及振动传感器
WO2011011967A1 (zh) 压电陶瓷式机电能量转换器及包含该转换器的发电机
Liu et al. Study of Capric–Palmitic Acid/Clay Minerals as Form-Stable Composite Phase-Change Materials for Thermal Energy Storage
CN104065303A (zh) 压电双稳态能量收集器
Du et al. Design and experimental study of magnetically excited variable cross section bending beam piezoelectric energy harvester
CN109104121A (zh) 一种柔性压电发电路面减速带
CN106747266B (zh) 气凝胶复合结构材料及其制备方法和应用，包含其的结构或装置
CN110965834A (zh) 一种基于石墨烯的隔震支座及其施工方法
CN105300371B (zh) 抗冲击角速陀螺灌封工艺
Lv et al. Finite element analysis of piezoelectric stack transducer embedded in asphalt pavement
CN103628381A (zh) 一种基于压电材料的发电地板
CN206585483U (zh) 一种微型压电和电容复合能量采集器
CN203602984U (zh) 一种基于压电材料的发电地板
CN206038148U (zh) 高温低温漂振动传感器
CN204886744U (zh) 浮桥监测系统自维持圆薄板式压电发电装置
CN210200800U (zh) 一种复合型新能源电池防振泡棉
Gandhi et al. Nonlinear vibration of laminated composite plates in hygrothermal environments

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant