CN110886808B - 一种限幅式非线性能量阱减振装置 - Google Patents

一种限幅式非线性能量阱减振装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110886808B
CN110886808B CN201911224199.5A CN201911224199A CN110886808B CN 110886808 B CN110886808 B CN 110886808B CN 201911224199 A CN201911224199 A CN 201911224199A CN 110886808 B CN110886808 B CN 110886808B
Authority
CN
China
Prior art keywords
energy trap
nonlinear energy
guide rail
amplitude limiting
linear
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
CN201911224199.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110886808A (zh
Inventor
丁虎
耿晓锋
陈立群
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.)
University of Shanghai for Science and Technology
Original Assignee
University of Shanghai for Science and 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 University of Shanghai for Science and Technology filed Critical University of Shanghai for Science and Technology
Priority to CN201911224199.5A priority Critical patent/CN110886808B/zh
Publication of CN110886808A publication Critical patent/CN110886808A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110886808B publication Critical patent/CN110886808B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • 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
    • F16F15/06—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 metal springs
    • F16F15/067—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 metal springs using only wound springs

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种限幅式非线性能量阱减振装置，包括固定支架、非线性能量阱、限幅装置，所述固定支架由框架、导杆，螺母组成，所述非线性能量阱由左右两侧的线性弹簧和所连接的质量块和固定销组成，所述限幅装置由顶片、弹簧、滑块支架、导轨、丝杆、滑块、滑块螺栓、导轨螺栓组成。本发明不仅能够抑制主结构振动，还能限制非线性能量阱振子的幅度，且结构简单、易于实现，具有广泛地应用前景。

Description

一种限幅式非线性能量阱减振装置
技术领域
本发明涉及被动振动控制技术领域，具体为一种限幅式非线性能量阱减振装置。
背景技术
在工程中，振动不可避免地存在于各个领域。对振动的控制具有非常重要的意义。在目前众多的减振技术中，线性吸振器由于结构简单、易于实现，是目前常用的振动控制技术之一。然而线性吸振器的吸振频率窄的不足限制了它的使用范围。非线性能量阱的提出克服了线性吸振器吸振频率窄的问题，实现宽频吸振，且鲁棒性更好。但是目前大部分的研究只考虑了非线性能量阱对主结构振动抑制的效果，而忽视了其附加质量块的振幅，因此需要设计一种能够限制振子振幅的减振装置。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种限幅式非线性能量阱减振装置，通过调节丝杆控制顶片与质量块之间的间隙，抑制非线性能量阱振子的振幅。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种限幅式非线性能量阱减振装置，包括固定支架、非线性能量阱、限幅装置，所述固定支架为导杆两端通过螺母分别固定在框架上，所述非线性能量阱为左右两侧对称分布的两根线性弹簧两端分别与质量块和位于框架上的固定销连接，导杆贯穿质量块，且质量块能在导杆上滑动，所述限幅装置为前后对称布置的两根弹簧两端分别连接顶片和滑块支架，并套在导杆上，两个滑块支架位于质量块两侧对称布置，其底部插入导轨中，导轨通过导轨螺栓与地面固定，两根丝杆分别贯穿两个滑块支架底部，丝杆一端与滑块连接，另一端自由，所述滑块位于导轨中，由滑块螺栓定位。
所述非线性能量阱的非线性刚度由两侧相同长度的线性弹簧实现，且线性弹簧初始不受力。
所述顶片为橡胶材料。
所述弹簧为圆柱弹簧或锥形弹簧，实现线性或非线性刚度。
所述丝杆能在滑块中转动，且滑块不动。
所述滑块支架能够在导轨中滑动。
所述顶片、弹簧、滑块支架套在导杆上，但不接触导杆和框架。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明将传统的非线性能量阱和限幅装置结合，实现对结构振动的抑制。这种装置适用于各种复杂的激励环境，能够有效地抑制多自由度结构振动和多模态的弹性结构所有模态的振动。工程实践中，在空间被限制地条件下，该装置在对结构进行减振的同时，还能够有效地减小非线性能量阱振子的振幅。这种装置结构简单，易于实现，适用范围广。
附图说明
图1是本发明一种限幅式非线性能量阱减振装置。
图2是本发明实施例弹性梁结构振动抑制示意图。
其中：1、固定支架，2、非线性能量阱，3、限幅装置，4、弹性梁，5、支座，11、框架，12、导杆，13、螺母，14、螺栓，21、质量块，22、线性弹簧，23、固定销，31、弹簧，32、顶片，33、滑块支座，34、导轨，35、丝杆，36、滑块，37、滑块螺栓，38、导轨螺栓。
具体实施方式
下面结合附图对本发明具体实施例作进一步详细、完整地说明。
如图1所示，一种限幅式非线性能量阱减振装置，包括固定支架1、非线性能量阱2、限幅装置3，所述固定支架1为导杆12两端通过螺母13分别固定在框架11上，所述非线性能量阱2为左右两侧对称分布的两根线性弹簧22两端分别与质量块21和位于框架11上的固定销23连接，导杆12贯穿质量块21，且质量块21能在导杆12上滑动，所述限幅装置3为前后对称布置的两根弹簧31两端分别连接顶片32和滑块支架33，并套在导杆12上，两个滑块支架33位于质量块21两侧对称布置，其底部插入导轨34中，导轨34通过导轨螺栓38与地面固定，两根丝杆35分别贯穿两个滑块支架33底部，丝杆35一端与滑块36连接，另一端自由，所述滑块36位于导轨34中，由滑块螺栓37定位。
所述非线性能量阱1的非线性刚度由两侧相同长度的线性弹簧22实现，且线性弹簧22初始不受力。
所述弹簧31为圆柱弹簧或锥形弹簧，实现线性或非线性刚度。
所述丝杆35能在滑块36中转动，且滑块36不动。
所述滑块支架33能够在导轨34中滑动。
所述顶片32、弹簧31、滑块支架33套在导杆12上，但不接触导杆12和框架11，所述顶片32为橡胶材料。
本发明一种耦合分段刚度的非线性能量阱减振装置的工作原理如下：
如图2所示，以弹性梁系统为例，本发明装置通过螺栓14与弹性梁4连接。弹性梁4在外力作用下产生水平方向的振动，并带动本装置一起振动。由于惯性力作用，质量块21在两侧线性弹簧22作用下在导杆12上往复振动，质量块21产生的惯性力通过框架11作用在弹性梁4上。旋转丝杆35调节顶片32与质量块21之间的间隙，使质量块21与顶片32不连续接触，当质量块21与顶片32接触时，弹簧31对质量块21作用一个反力，限制其振动。

Claims (5)

1.一种限幅式非线性能量阱减振装置，其特征在于，包括固定支架(1)、非线性能量阱(2)、限幅装置(3)，所述固定支架(1)为导杆(12)两端通过螺母(13)分别固定在框架(11)上，所述非线性能量阱(2)为左右两侧对称分布的两根线性弹簧(22)两端分别与质量块(21)和位于框架(11)上的固定销(23)连接，导杆(12)贯穿质量块(21)，且质量块(21)能在导杆(12)上滑动，所述限幅装置(3)为前后对称布置的两根弹簧(31)两端分别连接顶片(32)和滑块支架(33)，并将所述顶片(32)、弹簧(31)、滑块支架(33)套在导杆(12)上，两个滑块支架(33)位于质量块(21)两侧对称布置，其底部插入导轨(34)中，导轨(34)通过导轨螺栓(38)与地面固定，两根丝杆(35)分别贯穿两个滑块支架(33)底部，丝杆(35)一端与滑块(36)连接，另一端自由，所述滑块(36)位于导轨(34)中，由滑块螺栓(37)定位；所述非线性能量阱(1)的非线性刚度由两侧相同长度的线性弹簧(22)实现，且线性弹簧(22)初始不受力；所述顶片(32)、弹簧(31)、滑块支架(33)套在导杆(12)上，且均不接触导杆(12)和框架(11)。
2.根据权利要求1所述的限幅式非线性能量阱减振装置，其特征在于，所述顶片(32)为橡胶材料。
3.根据权利要求1所述的限幅式非线性能量阱减振装置，其特征在于，所述限幅装置(3)的弹簧(31)为圆柱弹簧或锥形弹簧，实现线性或非线性刚度。
4.根据权利要求1所述的限幅式非线性能量阱减振装置，其特征在于，所述丝杆(35)能在滑块(36)中转动，且滑块(36)不动。
5.根据权利要求1所述的限幅式非线性能量阱减振装置，其特征在于，所述滑块支架(33)能够在导轨(34)中滑动。
CN201911224199.5A 2019-12-04 2019-12-04 一种限幅式非线性能量阱减振装置 Active CN110886808B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911224199.5A CN110886808B (zh) 2019-12-04 2019-12-04 一种限幅式非线性能量阱减振装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911224199.5A CN110886808B (zh) 2019-12-04 2019-12-04 一种限幅式非线性能量阱减振装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110886808A CN110886808A (zh) 2020-03-17
CN110886808B true CN110886808B (zh) 2021-08-06

Family

ID=69750217

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911224199.5A Active CN110886808B (zh) 2019-12-04 2019-12-04 一种限幅式非线性能量阱减振装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110886808B (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111306243B (zh) * 2020-04-01 2021-04-06 青岛理工大学 一种滑道式的非线性能量阱减振装置
CN111219296B (zh) * 2020-04-14 2021-12-17 扬州大学 一种适用于抑制风力机塔筒涡激振动的装置
CN111323201B (zh) * 2020-04-14 2021-11-30 扬州大学 一种用于柔塔涡振控制研究的实验平台
CN111706468B (zh) * 2020-05-18 2022-06-17 扬州大学 一种具有宽频能量采集特性的涡振发电装置
CN112408279B (zh) * 2020-11-16 2021-12-07 哈尔滨工程大学 一种水下平台升降系统的限位支架装置
CN112460177B (zh) * 2020-11-17 2022-09-02 中国科学院上海光学精密机械研究所 自适应调整负刚度的准零刚度隔振器
CN113653762A (zh) * 2021-07-08 2021-11-16 广西科技大学 一种二自由度弹簧—质量块减振装置
CN114508562A (zh) * 2022-03-10 2022-05-17 重庆科技学院 基于非线性能量阱和电磁感应的减振俘能装置及其组合
CN115095624B (zh) * 2022-06-16 2023-09-22 哈尔滨工程大学 弹性装置、控制方法、吸振器、隔振器及振动能量采集器

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060037822A1 (en) * 2004-08-17 2006-02-23 Mcfarland D M Device, a system and a method for transferring vibrational energy
CN108916316A (zh) * 2018-06-27 2018-11-30 东北大学 一种抑制转子系统振动的二级非线性能量阱
CN109322418A (zh) * 2018-11-20 2019-02-12 山东大学 一种多维非线性能量阱减振装置
CN109505922A (zh) * 2018-11-26 2019-03-22 东北大学 一种带有分段线性梁和永磁负刚度的多稳态非线性能量阱
CN109780130A (zh) * 2019-02-28 2019-05-21 西安理工大学 一种用于整星振动抑制的非线性能量阱吸振装置
CN208899959U (zh) * 2018-10-10 2019-05-24 广东电网有限责任公司 一种球形弹簧摆式输电塔减振装置
CN110230661A (zh) * 2019-06-12 2019-09-13 东北大学 一种应用于转子系统的带有分段线性梁的非线性能量阱
CN110296182A (zh) * 2019-06-28 2019-10-01 西安理工大学 一种并入非线性能量阱的调谐质量阻尼器减振系统

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060037822A1 (en) * 2004-08-17 2006-02-23 Mcfarland D M Device, a system and a method for transferring vibrational energy
CN108916316A (zh) * 2018-06-27 2018-11-30 东北大学 一种抑制转子系统振动的二级非线性能量阱
CN208899959U (zh) * 2018-10-10 2019-05-24 广东电网有限责任公司 一种球形弹簧摆式输电塔减振装置
CN109322418A (zh) * 2018-11-20 2019-02-12 山东大学 一种多维非线性能量阱减振装置
CN109505922A (zh) * 2018-11-26 2019-03-22 东北大学 一种带有分段线性梁和永磁负刚度的多稳态非线性能量阱
CN109780130A (zh) * 2019-02-28 2019-05-21 西安理工大学 一种用于整星振动抑制的非线性能量阱吸振装置
CN110230661A (zh) * 2019-06-12 2019-09-13 东北大学 一种应用于转子系统的带有分段线性梁的非线性能量阱
CN110296182A (zh) * 2019-06-28 2019-10-01 西安理工大学 一种并入非线性能量阱的调谐质量阻尼器减振系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN110886808A (zh) 2020-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110886808B (zh) 一种限幅式非线性能量阱减振装置
CN110939673B (zh) 一种耦合分段刚度的非线性减振装置
CN107228147B (zh) 一种永磁式超低频竖向调谐质量阻尼器
CN109611507A (zh) 一种多维缓冲减震机构
CN204165824U (zh) 一种新型霍普金森压杆支撑装置
CA2469009A1 (en) Damping device and method for setting characteristic frequency of damping body in said damping device
CN209907646U (zh) 负刚度阻尼减震装置
CN201685307U (zh) 一种新型1平方米混凝土试验用振动台
CN201851571U (zh) 一种磁力减震器
CN103760011A (zh) 霍普金森试验杆件的可调缓冲装置
CN114893531A (zh) 一种可调频率可调阻尼的弹簧吸振装置
CN211497992U (zh) 一种高性能棉纱纺织机
CN216242018U (zh) 一种含机械调频式动力吸振器的准零刚度隔振装置
CN102817351B (zh) 一种防后倾杆及强夯机
CN110513432B (zh) 一种双非线性隔振装置
CN204789122U (zh) 可调节的竖向霍普金森入射压杆束导向装置
CN210665008U (zh) 试件倾斜排列的轨道列车横向油压减振器疲劳试验机
CN202545509U (zh) U型螺栓
CN203688185U (zh) 振动台偏心平衡装置
CN211648911U (zh) 一种设备避震装置
CN110107643A (zh) 一种阵列式横向负刚度减振装置
CN208039776U (zh) 一种具有抗震功能的建筑设备用安装架
CN112963491A (zh) 一种可变刚度的减振器
CN219451130U (zh) 无级调频的吸振装置
CN214744354U (zh) 一种具有调节功能的自然资源工程用探测装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 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