CN107813548A - 一种具有高抗振性能的点阵夹芯结构 - Google Patents
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Abstract
一种具有高抗振性能的点阵夹芯结构。其包括点阵夹芯结构基体和至少一个弹性弦‑质量块组件；弹性弦‑质量块组件包括两根弹性弦、质量块和导轨；两根弹性弦以平行的方式水平设置，中部穿过质量块，两端分别连接在某一单胞中的两根相对设置的杆件中部；质量块的中心沿垂直方向形成有与导轨相配合的中心孔；导轨垂直设置，中部插入在质量块的中心孔内，上端和下端分别连接在点阵夹芯板基体的上面板和下面板上，因此质量块能够沿导轨做往复运动。本发明效果：基于靶向能量转移原理，仅在传统点阵夹芯结构基体基础上增添了结构简单、轻质的弹性弦‑质量块组件即可大幅提高其抗振性能，本发明可以为飞行器、舰艇在严酷环境下的安全运行提供保障。
Description
技术领域
本发明属于新材料和抗振技术领域，特别是涉及一种具有高抗振性能的点阵夹芯结构。
背景技术
由于点阵夹芯结构能够兼具结构和功能的双重作用，因此已逐步成为航空航天、船舶工业等领域中不可或缺的材料。随着科技发展，日益严酷的力学环境对点阵夹芯结构的抗振性能提出了更高的要求。目前常见的一种方法是在点阵夹芯结构内部芯层空间中嵌入聚合物泡沫、硅橡胶等阻尼材料，以提高点阵夹芯结构的阻尼，进而提高其抗振性能，然而该方案对抗振性能的提升有限。另一种方法是为点阵夹芯结构设置外部减振器，然而在航空航天和船舶工业领域中，飞行器及舰艇内部构造极为复杂，在夹芯结构外部设置外加减振装置会影响飞行器及舰艇结构的整体设计。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种高抗振性能的点阵夹芯结构。
为了达到上述目的，本发明提供的具有高抗振性能的点阵夹芯结构包括点阵夹芯结构基体和至少一个弹性弦-质量块组件；其中点阵夹芯结构基体由上面板、下面板以及连接在上面板和下面板之间的多个单胞构成；弹性弦-质量块组件包括两根弹性弦、质量块和导轨；两根弹性弦以平行的方式水平设置，中部穿过质量块，两端分别连接在某一单胞中的两根相对设置的杆件中部；质量块的中心沿垂直方向形成有与导轨相配合的中心孔；导轨垂直设置，中部插入在质量块的中心孔内，上端和下端分别连接在点阵夹芯板基体的上面板和下面板上，因此质量块能够沿导轨做往复运动。
所述的质量块的重量为点阵夹芯结构基体重量的1/100-1/10。
所述的导轨的表面设有聚四氟乙烯涂层。
与现有技术相比，本发明提供的具有高抗振性能的点阵夹芯结构具有如下有益效果：本发明基于靶向能量转移原理，仅在传统点阵夹芯结构基体基础上增添了结构简单、轻质的弹性弦-质量块组件即可大幅提高其抗振性能，本发明可以为飞行器、舰艇在严酷环境下的安全运行提供保障。
附图说明
图1为本发明提供的具有高抗振性能的点阵夹芯结构立体图。
图2为本发明提供的具有高抗振性能的点阵夹芯结构的局部主视图。
图3为本发明提供的具有高抗振性能的点阵夹芯结构中弹性弦-质量块组件结构放大图。
图4为本发明提供的具有高抗振性能的点阵夹芯结构中弹性弦-质量块组件仰视图。
图5为本发明提供的附加两个弹性弦-质量块组件的点阵夹芯结构局部主视图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发明有任何限制。
如图1-图4所示，本发明提供的具有高抗振性能的点阵夹芯结构包括点阵夹芯结构基体和至少一个弹性弦-质量块组件；其中点阵夹芯结构基体由上面板1、下面板2以及连接在上面板1和下面板2之间的多个单胞3；本实施例中采用的点阵夹芯结构基体为金字塔芯层点阵夹芯板；所述的弹性弦-质量块组件包括两根弹性弦4、质量块5和导轨6；两根弹性弦4以平行的方式水平设置，中部穿过质量块5，两端分别连接在某一单胞3中的两根相对设置的杆件中部；质量块5的中心沿垂直方向形成有与导轨6相配合的中心孔；导轨6垂直设置，中部插入在质量块5的中心孔内，上端和下端分别连接在点阵夹芯板基体的上面板1和下面板2上，因此质量块5能够沿导轨6做往复运动。
所述的质量块5的重量为点阵夹芯结构基体重量的1/100-1/10。
所述的导轨6的表面设有聚四氟乙烯涂层，以增大摩擦系数。
现将本发明提供的具有高抗振性能的点阵夹芯结构工作原理阐述如下：当本具有高抗振性能的点阵夹芯结构受到外载荷作用而产生振动时，由于弹性弦4产生的纯非线性刚度会使振动能量传递至质量块5，由此使质量块5和导轨6之间产生摩擦滑动，从而耗散振动能量。整个能量传递和耗散过程不需施加任何外部操作；弹性弦-质量块组件可以在宽频带内提高点阵夹芯结构抗振性能。
图5为附加了两个弹性弦-质量块组件的点阵夹芯结构。本点阵夹芯结构的抗振性能与弹性弦4的刚度系数、质量块5的质量、弹性弦-质量块组件所在单胞3的位置和弹性弦-质量块组件的个数有关，因此在实际工作中，需要根据点阵夹芯结构基体的结构参数、材料参数、边界条件以及所处载荷特征确定弹性弦-质量块组件的个数及位置。
Claims (3)
1.一种具有高抗振性能的点阵夹芯结构，所述的具有高抗振性能的点阵夹芯结构包括点阵夹芯结构基体和至少一个弹性弦-质量块组件；其中点阵夹芯结构基体由上面板(1)、下面板(2)以及连接在上面板(1)和下面板(2)之间的多个单胞(3)构成；其特征在于：所述的弹性弦-质量块组件包括两根弹性弦(4)、质量块(5)和导轨(6)；两根弹性弦(4)以平行的方式水平设置，中部穿过质量块(5)，两端分别连接在某一单胞(3)中的两根相对设置的杆件中部；质量块(5)的中心沿垂直方向形成有与导轨(6)相配合的中心孔；导轨(6)垂直设置，中部插入在质量块(5)的中心孔内，上端和下端分别连接在点阵夹芯板基体的上面板(1)和下面板(2)上，因此质量块(5)能够沿导轨(6)做往复运动。
2.根据权利要求1所述的具有高抗振性能的点阵夹芯结构，其特征在于：所述的质量块(5)的重量为点阵夹芯结构基体重量的1/100-1/10。
3.根据权利要求1所述的具有高抗振性能的点阵夹芯结构，其特征在于：所述的导轨(6)的表面设有聚四氟乙烯涂层。
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|---|---|---|---|---|
| CN111503203A (zh) * | 2020-03-30 | 2020-08-07 | 哈尔滨工程大学 | 一种包覆型局域共振轻质点阵夹芯板结构的实验装置 |
| CN113982183A (zh) * | 2021-10-26 | 2022-01-28 | 北京建筑大学 | 一种禁带频率可调的减振超材料点阵夹芯梁 |
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