CN110285183A - 一种分布式低频吸振周期结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种分布式低频吸振周期结构，属于低频振动噪声控制技术领域，包括：周期分布的双层动力吸振器及基体。双层动力吸振器包括圆柱外壳、弹性膜、质量元件和连接支柱，其中第一层弹性膜固定于圆柱外壳上，质量元件分布于弹性膜中心，构成一层吸振结构；第二层弹性膜附加在第一层吸振元件之上，通过支柱连接，侧面包围环状质量元件，构成另一层吸振结构。动力吸振器作为胞元周期排列在基体上，进而构成周期结构。本发明具有多个低频带隙，能够有效抑制结构的多个低频模态振动。

Description

一种分布式低频吸振周期结构
技术领域
本发明涉及低频振动噪声控制技术领域，具体涉及一种基于分布式低频动力吸振器的周期结构。
背景技术
机械振动会破坏机械系统运行环境的稳定，从而影响精密器件的工作精度，对结构强度也提出更高要求，而且长时间的振动会引起人体的不适。由机械振动引起的辐射噪声不仅会造成环境污染，影响人们舒适度，而且影响军用航行器的安全指标，作战时敌方通过监测航行器的辐射噪声来识别和定位，因此辐射噪声指标是评价航行器战斗力的因素之一。尤其是低频辐射噪声，因其波长较长，所以传播距离远、透射性能好，难以衰减又难以屏蔽，目前低频减振降噪在工程上仍是难点。
动力吸振通过调节吸振器的固有频率与主体结构的模态相匹配，在主体结构的模态频率处激起动力吸振器的共振，将部分主体结构的振动能量转移至吸振器，从而抑制主体结构的模态振动。主体结构的模态振动能量是整体频带振动能量的主要部分，通过设计吸振器的结构形式抑制结构低频模态振动，即可有效降低结构的低频振动和辐射噪声。
周期结构可抑制弹性波在其带隙频率范围内的传播，常被应用于工程结构减振领域。基于局域共振原理，周期结构的带隙频率由各胞元的固有频率决定，而其带隙宽度与周期分布参数有关。根据这一特性，以分布式动力吸振器作为胞元，设计吸振器参数和周期分布参数得到周期结构的低频带隙，进而抑制结构的低频模态振动。
发明内容
本发明提出了一种具有低频抑振特性，基于分布式动力吸振器的周期结构，以解决抑制结构低频振动及声辐射问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种分布式低频吸振周期结构，包括：周期分布的圆柱外壳、弹性膜、质量元件、支柱和基体。周期胞元为双层动力吸振器，第一层弹性膜固定连接于圆柱壳上，质量元件分布于弹性膜中心，构成第一层吸振元件，由支柱连接两层吸振元件，第二层弹性膜以支柱为支撑，侧面包围一圈环状结构作为质量元件，构成第二层吸振元件。圆柱外壳与双层吸振元件、支柱构成胞元按周期分布固定于基体上。
所述分布式低频吸振周期结构，弹性膜可根据结构模态选用模量合适的金属或非金属材料，若有需要，第二层弹性膜上可以穿孔以增加振动阻尼。
所述分布式低频吸振周期结构，第一层质量元件形状不限，可以是球、圆柱、圆台、立方体等多种形状。
所述分布式低频吸振周期结构，第一层质量元件可分布于弹性膜的上、下两侧，也可分布于弹性膜单侧，即连接支柱与第一层吸振元件连接可通过固定于弹性膜实现，也可通过固定于质量元件实现。
所述分布式低频吸振周期结构，周期胞元等间距排列在基体上，排列形式不限，可以以矩形、三角形、平行四边形等多种形式。
本发明所提供的分布式低频吸振周期结构的有益效果是：体积小，结构简单，可安装于梁、板、壳多种机械结构中；双层动力吸振器可提供多个吸振频带，通过调节弹性膜的模量和质量元件，设计吸振带隙覆盖结构低频模态，从而实现多频带、低频减振功能；利用周期结构的局域共振带隙特性，有效隔离了吸振器模态内的振动传递；弹性膜可采用有一定阻尼的材料，可增加吸振元件的能量消耗，拓宽动力吸振器的带隙。
附图说明
图1：动力吸振器的主剖视图；
图2：动力吸振器的俯剖视图；
图3：周期结构的示意图；
图4：一种分布式低频吸振周期结构的仿真图；
图中：1.圆柱外壳，2.第一层弹性膜，3.第一层质量元件，4.第二层弹性膜，5.第二层质量元件，6.支柱，7.基体。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式对本发明进行详细阐述。
如图1、2所示，周期胞元为双层动力吸振器，包括圆柱外壳1，弹性膜2、4，质量元件3、5和连接支柱6。其中弹性膜2固定于圆柱壳1内，质量块3为圆柱与圆台的组合，位于弹性膜中心上下侧，弹性膜4上开六孔，以增加膜振动时的阻尼效应，外侧包围圆环质量元件5，质量块3与弹性膜4之间由支柱6连接。图3所示为胞元在基体7上的周期排列，其中胞元与基体固定连接。
在本具体实施例中，动力吸振器高度为20mm，底面直径为30mm，圆柱外壳1的厚度为1mm，材料选用钢。弹性膜2厚度为0.5mm，其上表面与吸振器底部的距离为7mm，其上安装的质量块3的总体积为843mm3。连接支柱的直径2mm，高度4mm，弹性膜4的直径16mm，厚度0.5mm，其开孔的孔径为1mm，质量元件5总体积为234.2mm3。弹性膜2、4，质量元件3、5及支柱材料均选用杨氏模量为4MPa，损耗因子为0.15的橡胶。周期结构基体材料为钢，尺寸为535mm×600mm×2mm，各胞元中心间距a为100mm。基体任意位置施加法向激励，附加分布式低频吸振周期结构前后的整体响应对比如图4所示。观察图4可知分布式低频吸振周期结构可以有效抑制结构的多个低频模态振动。

Claims (5)

1.一种分布式低频吸振周期结构，包括：周期分布的圆柱外壳1、弹性膜2、质量元件3、支柱6和基体7，其特征在于：周期胞元为双层动力吸振器，第一层弹性膜2固定连接于圆柱外壳1上，质量元件3位于弹性膜2中心并与弹性膜2贴合连接，构成第一层吸振元件；通过支柱6连接两层吸振元件，第二层弹性膜4以支柱6为支撑，侧面包围一圈环状结构作为质量元件5，构成第二层吸振元件；圆柱外壳1与双层吸振元件、支柱6构成胞元周期分布固定于基体7上。
2.根据权利要求1所述的分布式低频吸振周期结构，其特征在于：弹性膜可根据结构模态选用模量合适的金属或非金属材料，若有需要，第二层弹性膜上可以穿孔以增加振动阻尼。
3.根据权利要求1所述的分布式低频吸振周期结构，其特征在于：第一层质量元件可分布于弹性膜的上、下两侧，也可分布于弹性膜单侧，即连接支柱与第一层吸振元件连接可通过固定于弹性膜实现，也可通过固定于质量元件实现。
4.根据权利要求1所述的分布式低频吸振周期结构，其特征在于：第一层质量元件形状不限，可以是球、圆柱、圆台、立方体等多种形状。
5.根据权利要求1所述的分布式低频吸振周期结构，其特征在于：周期胞元等间距排列在基体上，排列形式不限，可以以矩形、三角形、平行四边形等多种形式。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111043239A (zh) * 2019-12-25 2020-04-21 西北工业大学 一种超弹低泊松比分布式胞元抑振结构
CN114912308A (zh) * 2022-04-08 2022-08-16 江苏科技大学 一种直立式低频多模态振动抑制器及其应用方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4161304A (en) * 1976-04-27 1979-07-17 Boge Gmbh Rubber elastic engine mounts or supports with hydraulic damping, especially for engine suspensions in motor vehicles
JPH1163110A (ja) * 1997-08-27 1999-03-05 Toyo Tire & Rubber Co Ltd 制御型除振台の支持装置
JPH1194015A (ja) * 1997-09-19 1999-04-09 Unipres Corp ダイナミックダンパー
CN1215456A (zh) * 1996-04-08 1999-04-28 美国3M公司 振动和冲击衰减制品以及用它们衰减振动和冲击的方法
CN1553997A (zh) * 2001-09-13 2004-12-08 Bsh 振动阻尼系统
CN202258737U (zh) * 2011-10-10 2012-05-30 陈先伟 一种变压器机芯避振装置
CN203463536U (zh) * 2013-08-30 2014-03-05 长城汽车股份有限公司 一种汽车空调用减振器
CN103770591A (zh) * 2012-10-18 2014-05-07 广州汽车集团股份有限公司 车辆减振器的减振支架及车辆减振器
CN207034081U (zh) * 2017-07-18 2018-02-23 福建农林大学 一种空气橡胶夹芯双层薄膜型隔声减振结构
CN207526919U (zh) * 2017-11-09 2018-06-22 比亚迪股份有限公司 沙漏簧和具有沙漏簧的车辆

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4161304A (en) * 1976-04-27 1979-07-17 Boge Gmbh Rubber elastic engine mounts or supports with hydraulic damping, especially for engine suspensions in motor vehicles
CN1215456A (zh) * 1996-04-08 1999-04-28 美国3M公司 振动和冲击衰减制品以及用它们衰减振动和冲击的方法
JPH1163110A (ja) * 1997-08-27 1999-03-05 Toyo Tire & Rubber Co Ltd 制御型除振台の支持装置
JPH1194015A (ja) * 1997-09-19 1999-04-09 Unipres Corp ダイナミックダンパー
CN1553997A (zh) * 2001-09-13 2004-12-08 Bsh 振动阻尼系统
CN202258737U (zh) * 2011-10-10 2012-05-30 陈先伟 一种变压器机芯避振装置
CN103770591A (zh) * 2012-10-18 2014-05-07 广州汽车集团股份有限公司 车辆减振器的减振支架及车辆减振器
CN203463536U (zh) * 2013-08-30 2014-03-05 长城汽车股份有限公司 一种汽车空调用减振器
CN207034081U (zh) * 2017-07-18 2018-02-23 福建农林大学 一种空气橡胶夹芯双层薄膜型隔声减振结构
CN207526919U (zh) * 2017-11-09 2018-06-22 比亚迪股份有限公司 沙漏簧和具有沙漏簧的车辆

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
钱德进: "《舰船阻振质量块阻隔振动波传递特性研究》", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111043239A (zh) * 2019-12-25 2020-04-21 西北工业大学 一种超弹低泊松比分布式胞元抑振结构
CN111043239B (zh) * 2019-12-25 2021-09-17 西北工业大学宁波研究院 一种超弹低泊松比分布式胞元抑振结构
CN114912308A (zh) * 2022-04-08 2022-08-16 江苏科技大学 一种直立式低频多模态振动抑制器及其应用方法

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