CN107965543A - 一种多弦式非光滑非线性吸振器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多弦式非光滑非线性吸振器，包括支架、第一弹性弦、第二弹性弦、若干个第三弹性弦、质量块和滑轨；质量块沿滑轨滑动时产生摩擦可消耗传至吸振器的振动能量；该多弦式非光滑非线性吸振器结构简单，制作成本低，便于维护和更换，适用于机械、土木、电器设备等领域的振动控制，保证振动能量可以被大量传递至质量块并加以耗散；与此同时，还具有减振效率高、附加质量小、振动抑制频带宽和鲁棒性强等特点。

Description

一种多弦式非光滑非线性吸振器

技术领域

本发明属于减振技术领域，特别涉及一种多弦式非光滑非线性吸振器。

背景技术

传统的线性吸振器只在吸振器的固有频率附近才可发挥有效的减振作用，长时间的使用以及复杂的环境因素会导致吸振器的弹簧等构件发生疲劳损坏，造成吸振器的固有频率产生偏差，偏离了对主结构进行减振的有效频带范围，进而导致吸振器的吸振性能大为降低甚至失效。

发明内容

本发明的目的是提供一种多弦式非光滑非线性吸振器。

为此，本发明技术方案如下：

一种多弦式非光滑非线性吸振器，包括支架、第一弹性弦、第二弹性弦、若干个第三弹性弦、质量块和滑轨；

支架包括一个横梁和垂直固定在横梁下表面两端的两个立柱；横梁的下表面中部垂直固定有滑轨；滑轨在靠近两端的位置分别形成有一个左右贯通的上弦槽和下弦槽；第一弹性弦的一端固定在其中一个立柱上；另一端穿过上弦槽固定在另一个立柱等高的位置；第二弹性弦的一端固定在其中一个立柱上；另一端穿过下弦槽固定在另一个立柱等高的位置；与此同时，滑轨上设有可沿滑轨上下滑动的质量块；质量块设置在上弦槽和下弦槽之间；质量块上形成有偶数个关于滑轨前后对称的左右贯穿孔；第三弹性弦一端固定在其中一个立柱上，另一端穿过质量块上通孔固定在另一个立柱上。

进一步的，所述的滑轨表面设有粘性阻尼涂层。

进一步的，所述的滑轨贯穿质量块的中部，使质量块沿滑轨上下滑动。

进一步的，所述的第三弹性弦数量与质量块上形成的左右贯穿孔数量相同。

进一步的，所述质量块的质量为待减振系统质量的1％至10％。

进一步的，所述滑轨的横截面为圆形。

进一步的，还包括设置在横梁上用来连接待减振系统的固定螺栓。

进一步的，所述的固定螺栓数量为偶数，且关于滑轨对称设置。

进一步的，所述的固定螺栓为摩擦型高强螺栓。

进一步的，所述的粘性阻尼涂层采用聚四氟乙烯。

与现有技术相比，该多弦式非光滑非线性吸振器结构简单，制作成本低，便于维护和更换，适用于机械、土木、电器设备等领域的振动控制，保证振动能量可以被大量传递至质量块并加以耗散；与此同时，还具有减振效率高、附加质量小、振动抑制频带宽和鲁棒性强等特点。

附图说明

图1为本发明提供的多弦式非光滑非线性吸振器的立体图。

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所示，该多弦式非光滑非线性吸振器包括支架1、第一弹性弦2、第二弹性弦3、若干个第三弹性弦4、质量块5和滑轨6；

支架1包括一个横梁和垂直固定在横梁下表面两端的两个立柱；横梁的下表面中部垂直固定有滑轨6；滑轨6表面设有粘性阻尼涂层7；优选地，所述的粘性阻尼涂层7为聚四氟乙烯；滑轨6在靠近两端的位置分别形成有一个左右贯通的上弦槽9和下弦槽10；第一弹性弦2的一端固定在其中一个立柱上；另一端穿过上弦槽9固定在另一个立柱等高的位置；第二弹性弦3的一端固定在其中一个立柱上；另一端穿过下弦槽10固定在另一个立柱等高的位置；与此同时，滑轨6贯穿质量块5的中部，使质量块5沿滑轨6上下滑动；且质量块5设置在上弦槽9和下弦槽10之间；质量块5沿滑轨6滑动时产生摩擦可消耗传至吸振器的振动能量；优选地，所述滑轨6的横截面为圆形；质量块5上形成有偶数个关于滑轨6前后对称的左右贯穿孔；第三弹性弦4一端固定在其中一个立柱上，另一端穿过质量块5上通孔固定在另一个立柱上。

质量块5的质量、体积以及质量块5与第一弹性2和第二弹性弦3之间的距离，均由待减振系统确定，质量块质量为待减振系统质量的1％至10％，在质量确定的前提下，可选用不同密度的金属材料实现对体积的控制。

除此之外，还包括设置在横梁上用来连接待减振系统的固定螺栓8；所述的固定螺栓8数量为偶数，且关于滑轨6对称设置；且所述的固定螺栓8为摩擦型高强螺栓。

本发明提供的多弦式非光滑非线性吸振器的工作过程如下：

实施例一：

当待减振的系统受到的外界激励较小时，质量块5沿滑轨6在第一弹性弦2和第二弹性弦3之间进行往复运动，且不与第一弹性弦2和第二弹性弦3接触，通过摩擦作用可以使粘性阻尼7耗散振动能量。非线性吸振器具有的靶能量传递特性保证振动能量可以被大量传递至质量块并加以耗散。质量块5的移动会带动第三弹性弦4在一定范围内产生拉伸变形，致使该弹性弦在沿滑轨6的方向上产生立方非线性刚度，从而实现靶向能量传递，增大吸振器的吸振带宽。

实施例二：

当待减振系统受到的外界激励变大时，如果不设置第一弹性弦2和第二弹性弦3，由于纯非线性因素的存在，会使系统的振幅存在跳跃的可能，一旦跳跃现象发生，也会使待减振系统产生大幅振动。设置第一弹性弦2和第二弹性弦3后，质量块5会碰撞到这两根弹性弦，两根弹性弦受到碰撞会产生一定程度的弹性变形，其回复力会对质量块5产生方向相反的反作用力，从而对质量块5起到限位的作用，进而避免跳跃现象的发生。并且，碰撞本身也可以消耗振动能量，第一弹性弦2和第二弹性弦3还可以起到提高减振性能的作用。

Claims (10)

1.一种多弦式非光滑非线性吸振器，其特征在于，包括支架(1)、第一弹性弦(2)、第二弹性弦(3)、若干个第三弹性弦(4)、质量块(5)和滑轨(6)；

支架(1)包括一个横梁和垂直固定在横梁下表面两端的两个立柱；横梁的下表面中部垂直固定有滑轨(6)；滑轨(6)在靠近两端的位置分别形成有一个左右贯通的上弦槽(9)和下弦槽(10)；第一弹性弦(2)的一端固定在其中一个立柱上；另一端穿过上弦槽(9)固定在另一个立柱等高的位置；第二弹性弦(3)的一端固定在其中一个立柱上；另一端穿过下弦槽(10)固定在另一个立柱等高的位置；与此同时，滑轨(6)上设有可沿滑轨(6)上下滑动的质量块(5)；质量块(5)设置在上弦槽(9)和下弦槽(10)之间；质量块(5)上形成有偶数个关于滑轨(6)前后对称的左右贯穿孔；第三弹性弦(4)一端固定在其中一个立柱上，另一端穿过质量块(5)上通孔固定在另一个立柱上。

2.根据权利要求1所述的多弦式非光滑非线性吸振器，其特征在于，所述的滑轨(6)表面设有粘性阻尼涂层(7)。

3.根据权利要求2所述的多弦式非光滑非线性吸振器，其特征在于，所述的滑轨(6)贯穿质量块(5)的中部，使质量块(5)沿滑轨(6)上下滑动。

4.根据权利要求3所述的多弦式非光滑非线性吸振器，其特征在于，所述的第三弹性弦(4)数量与质量块(5)上形成的左右贯穿孔数量相同。

5.根据权利要求4所述的多弦式非光滑非线性吸振器，其特征在于，所述质量块(5)的质量为待减振系统质量的1％至10％。

6.根据权利要求5所述的多弦式非光滑非线性吸振器，其特征在于，所述滑轨(6)的横截面为圆形。

7.根据权利要求1所述的多弦式非光滑非线性吸振器，其特征在于，还包括设置在横梁上用来连接待减振系统的固定螺栓(8)。

8.根据权利要求7所述的多弦式非光滑非线性吸振器，其特征在于，所述的固定螺栓(8)数量为偶数，且关于滑轨(6)对称设置。

9.根据权利要求8所述的多弦式非光滑非线性吸振器，其特征在于，所述的固定螺栓(8)为摩擦型高强螺栓。

10.根据权利要求1～9中任意一项所述的多弦式非光滑非线性吸振器，其特征在于，所述的粘性阻尼涂层(7)采用聚四氟乙烯。