CN112014460A - 一种颗粒阻尼器中减振材料组份的确定方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种颗粒阻尼器中减振材料组份的确定方法及装置，该方法根据目标振动加速度，以及预设的振动加速度和堆积角之间的关系，确定目标堆积角；判断预设的堆积角对照表中是否存在目标堆积角；如果堆积角对照表中不存在目标堆积角，则从堆积角对照表中确定第一堆积角；从堆积角对照表中确定出第一堆积角对应的第一颗粒物；从堆积角对照表中确定出第二堆积角；从堆积角对照表中确定出第二堆积角对应的第二颗粒物；调整第一颗粒物与第二颗粒物之间的混合比例，直至混合后的第一颗粒物与第二颗粒物对应的堆积角与目标堆积角一致时，确定颗粒阻尼器中减振材料组份。本申请利用颗粒物的堆积角确定颗粒物的组份，方法新颖，易于施行。
Description
技术领域
本申请涉及材料领域，特别涉及一种颗粒阻尼器中减振材料组份的确定方法及装置。
背景技术
地震及工程振动荷载作用下，建筑物、工业设备等的振动通常会对结构的使用功能及结构安全带来不利影响，在一定条件下甚至会对结构造成损毁及人员伤亡。为了降低振动现象对房屋，大型设备等的安全风险，在建筑物或大型设备等振动荷载影响较大的结构中，设计人员通常对设计相应减振装置，减小振动响应，保障工程结构使用安全。
颗粒阻尼器是将颗粒物作为减振材料的减振装置。因为结构简单，成本低等特点，颗粒阻尼器在航空航天以及土木等领域均有广泛运用。颗粒物通过相互之间的碰撞摩擦，从而消耗振动现象的能量。不同的颗粒物因为自身的颗粒特性，对振动现象的减振效果是不同的。为了获取对特定振动现象的减振效果最佳的颗粒物的组份，需要利用实验室进行大量的颗粒物运动实验，并进行分析研究。而通过运动实验，确定减振材料组份的办法，操作复杂，周期长，实验成本高。
基于此，目前亟需一种颗粒阻尼器中减振材料组份的确定方法，用于解决现有技术中确定减振材料的组成成分的过程中，操作复杂，实验成本过高的问题。
发明内容
本申请提供了一种颗粒阻尼器中减振材料组份的确定方法及装置，可用于解决现有技术中确定对振源具有最佳抑制作用的减振材料的组成成分的过程中，操作复杂，实验成本过高的问题。
第一方面，本申请提供了一种颗粒阻尼器中减振材料组份的确定方法，所述方法包括：
根据目标振动加速度，以及预设的振动加速度和堆积角之间的关系，确定目标堆积角；所述振动加速度是振动现象产生的加速度；所述目标振动加速度是需要进行减振的目标振动现象产生的加速度；所述堆积角是颗粒物作为颗粒阻尼器的减振材料，进行减振运动后形成的堆积状态的角度；所述目标堆积角是适用于所述目标振动现象的颗粒物作为颗粒阻尼器的减振材料，进行减振运动后形成的堆积状态的角度；
判断预设的堆积角对照表中是否存在所述目标堆积角；所述堆积角对照表包括颗粒物与堆积角的对应关系；
如果所述堆积角对照表中不存在所述目标堆积角，则从所述堆积角对照表中确定出与所述目标堆积角的差值最小，且小于所述目标堆积角的第一堆积角；
从所述堆积角对照表中确定出所述第一堆积角对应的第一颗粒物；
从所述堆积角对照表中确定出与所述目标堆积角的差值最小，且大于所述目标堆积角的第二堆积角；
从所述堆积角对照表中确定出所述第二堆积角对应的第二颗粒物；
调整所述第一颗粒物与所述第二颗粒物之间的混合比例，直至混合后的第一颗粒物与第二颗粒物对应的堆积角与目标堆积角一致时，根据所述第一颗粒物、所述第二颗粒物和所述第一颗粒物与所述第二颗粒物之间的混合比例，确定颗粒阻尼器中减振材料组份。
结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，所述堆积角对照表采用以下方法确定：
将多种颗粒物根据材质、颗粒密度以及颗粒粒径进行分组；同组中的颗粒物为同一材质，颗粒密度在同一预设范围内，且颗粒粒径在同一预设范围内的物质所组成的颗粒物；
测量每组颗粒物的堆积角；
根据堆积角以及颗粒物之间的对照关系，确定所述堆积角对照表。
结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，所述目标堆积角采用以下方法确定：
其中，θ为所述目标堆积角；a为所述目标振动加速度；g为重力加速度。
结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，还包括：
多次调整所述第一颗粒物与所述第二颗粒物之间的混合比例后，如果混合后的第一颗粒物与第二颗粒物对应的堆积角仍与所述目标堆积角不一致，则从所述堆积角对照表中确定出与所述目标堆积角的差值在预设范围内的第三堆积角；
从所述堆积角对照表中确定出所述第三堆积角对应的第三颗粒物；
调整所述第一颗粒物、所述第二颗粒物以及所述第三颗粒物之间的混合比例，直至混合后的第一颗粒物、第二颗粒物以及第三颗粒物对应的堆积角与所述目标堆积角一致时，根据所述第一颗粒物、所述第二颗粒物、所述第三颗粒物和所述第一颗粒物、所述第二颗粒物以及所述第三颗粒物之间的混合比例，确定所述颗粒阻尼器中减振材料组份。
结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，还包括：
如果所述堆积角对照表中存在所述目标堆积角，则从所述堆积角对照表中确定出所述目标堆积角对应的第四颗粒物；
将所述第四颗粒物确定为所述颗粒阻尼器中减振材料的组份。
第二方面，本申请提供了一种颗粒阻尼器中减振材料组份的确定装置，其特征在于，所述装置包括：
确定模块，用于根据目标振动加速度，以及预设的振动加速度和堆积角之间的关系，确定目标堆积角；所述振动加速度是振动现象产生的加速度；所述目标振动加速度是需要进行减振的目标振动现象产生的加速度；所述堆积角是颗粒物作为颗粒阻尼器的减振材料，进行减振运动后形成的堆积状态的角度；所述目标堆积角是适用于所述目标振动现象的颗粒物作为颗粒阻尼器的减振材料，进行减振运动后形成的堆积状态的角度；
判断模块，用于判断预设的堆积角对照表中是否存在所述目标堆积角；所述堆积角对照表包括颗粒物与堆积角的对应关系；
所述确定模块，还用于如果所述堆积角对照表中不存在所述目标堆积角，则从所述堆积角对照表中确定出与所述目标堆积角的差值最小，且小于所述目标堆积角的第一堆积角；从所述堆积角对照表中确定出所述第一堆积角对应的第一颗粒物；从所述堆积角对照表中确定出与所述目标堆积角的差值最小，且大于所述目标堆积角的第二堆积角；从所述堆积角对照表中确定出所述第二堆积角对应的第二颗粒物；调整所述第一颗粒物与所述第二颗粒物之间的混合比例，直至混合后的第一颗粒物与第二颗粒物对应的堆积角与目标堆积角一致时，根据所述第一颗粒物、所述第二颗粒物和所述第一颗粒物与所述第二颗粒物之间的混合比例，确定颗粒阻尼器中减振材料组份。
结合第二方面，在第二方面的一种可实现方式中，所述堆积角对照表采用以下方法确定：
将多种颗粒物根据材质、颗粒密度以及颗粒粒径进行分组；同组中的颗粒物为同一材质，颗粒密度在同一预设范围内，且颗粒粒径在同一预设范围内的物质所组成的颗粒物；
测量每组颗粒物的堆积角；
根据堆积角以及颗粒物之间的对照关系，确定所述堆积角对照表。
结合第二方面，在第二方面的一种可实现方式中，所述目标堆积角采用以下方法确定：
其中，θ为所述目标堆积角；a为所述目标振动加速度；g为重力加速度。
结合第二方面，在第二方面的一种可实现方式中，所述确定模块还用于：
多次调整所述第一颗粒物与所述第二颗粒物之间的混合比例后，如果混合后的第一颗粒物与第二颗粒物对应的堆积角仍与所述目标堆积角不一致，则从所述堆积角对照表中确定出与所述目标堆积角的差值在预设范围内的第三堆积角；
从所述堆积角对照表中确定出所述第三堆积角对应的第三颗粒物；
调整所述第一颗粒物、所述第二颗粒物以及所述第三颗粒物之间的混合比例，直至混合后的第一颗粒物、第二颗粒物以及第三颗粒物对应的堆积角与所述目标堆积角一致时，根据所述第一颗粒物、所述第二颗粒物、所述第三颗粒物和所述第一颗粒物、所述第二颗粒物以及所述第三颗粒物之间的混合比例，确定所述颗粒阻尼器中减振材料组份。
结合第二方面，在第二方面的一种可实现方式中，其特征在于，所述确定模块还用于：
如果所述堆积角对照表中存在所述目标堆积角，则从所述堆积角对照表中确定出所述目标堆积角对应的第四颗粒物；以及将所述第四颗粒物确定为所述颗粒阻尼器中减振材料的组份。
本申请实施例将测量堆积角与振动加速度联系起来，用简单的测量堆积角的实验过程获取目标振动加速度对应的颗粒阻尼器中减振材料的组份。本申请实施例用堆积角确定减振材料组份的过程不仅方式新颖，而且实现过程简单可行。在实验过程中可以不断获取新的实验数据，进一步完善堆积角对照表，而完善堆积角对照表的过程可以为后续实验进一步提供参照，简化后续实验过程。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种颗粒阻尼器中减振材料组份的确定方法对应的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的一种堆积角与抑制加速度的关系示意图；
图3为本申请实施例提供的一种确定加速度对照表的流程示意图；
图4为本申请实施提供的另一种颗粒阻尼器中减振材料组份的确定方法对应的流程示意图；
图5为本申请实施例提供的一种颗粒阻尼器中减振材料组份的确定装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
如图1所示，为本申请实施例提供的一种颗粒阻尼器中减振材料组份的确定方法对应的流程示意图。本申请实施例提供的方法主要包括以下步骤：
步骤101，根据目标振动加速度，以及预设的振动加速度和堆积角之间的关系，确定目标堆积角。
步骤102，判断预设的堆积角对照表中是否存在目标堆积角，如果堆积角对照表中不存在目标堆积角，则执行步骤103；否则执行步骤108。
步骤103，从堆积角对照表中确定出与目标堆积角的差值最小，且小于目标堆积角的第一堆积角。
步骤104，从堆积角对照表中确定出第一堆积角对应的第一颗粒物。
步骤105，从堆积角对照表中确定出与目标堆积角的差值最小，且大于目标堆积角的第二堆积角。
步骤106，从堆积角对照表中确定出第二堆积角对应的第二颗粒物。
步骤107，调整第一颗粒物与第二颗粒物之间的混合比例，直至混合后的第一颗粒物与第二颗粒物对应的堆积角与目标堆积角一致时，根据第一颗粒物、第二颗粒物和第一颗粒物与第二颗粒物之间的混合比例，确定颗粒阻尼器中减振材料组份，并输出减振材料组份。
步骤108，从堆积角对照表中确定出目标堆积角对应的第四颗粒物，将第四颗粒物确定为颗粒阻尼器中减振材料的组份，并输出减振材料组份。
在介绍本申请实施例前，需要对本申请实施例中预设的振动加速度和堆积角之间的关系进行介绍。
振动加速度的直接测量，比较困难，需要进行力学运动的大量观测。本申请利用颗粒物这一特殊的减振材料，实现振动加速度的快速测量。如果振动现象产生的振动加速度不足以使颗粒物产生减振运动时，则颗粒物不运动。如果振动现象产生的振动加速度能够使颗粒物产生减振运动时，则颗粒物通过摩擦碰撞消耗振动现象的能量。
由于振动现象具有一定的方向性，所以颗粒物的运动方向也具有方向性。颗粒物损耗振动现象的能量所进行的减振运动，会导致颗粒物形成一个稳定的堆积角。不同种类的颗粒物可以形成的堆积角的角度是不一样的。
堆积角可以视为重力加速度和振动加速度共同作用下所形成的。如图2所示，为本申请实施例提供的一种堆积角与振动加速度的关系示意图。图2中，g为重力加速度，a为振动加速度，g’为重力加速度和振动加速度的合成加速度，在合成加速度的作用下，颗粒物形成了堆积角。图2中用θ表示堆积角，基于以上基础，堆积角与振动加速度之间的关系为：
a＝gtanθ 公式(1)
公式(1)中，a为振动加速度，g为重力加速度，θ为堆积角。
根据公式(1)测量颗粒物形成的稳定的堆积角，可以确定堆积角对应的振动加速度。
在执行步骤101之前，首先需要获取预设的堆积角对照表。堆积角对照表包括颗粒物与堆积角的对应关系。
如图3所示，为本申请实施例提供的一种确定堆积角对照表的流程示意图，具体包括以下步骤：
步骤301，将多种颗粒物根据材质、颗粒密度以及颗粒粒径进行分组。
步骤302，测量每组颗粒物的堆积角。
步骤303，根据振动加速度以及颗粒物之间的对照关系，确定堆积角对照表。
具体的，步骤301中同组中的颗粒物为同一材质，颗粒密度在同一预设范围内，且颗粒粒径在同一预设范围内的物质所组成的颗粒物。
适合作为减振材料的颗粒物需要较好的耐磨性，因此将石英砂、钢珠以及铁屑颗粒等作为备选颗粒物。
步骤302中，测量堆积角可以采用多种方法，例如郎氏法和麦林格-巴拉洛夫法等方法。本申请实施例在实施过程中，可以根据实际条件，选择合适的方法测量堆积角。
步骤303中，堆积角对照表可以包括多种信息，包括但不限于材质、颗粒密度、颗粒粒径、颗粒物的堆积角以及颗粒物的振动堆积角，其他影响堆积角的因素都可以体现在堆积角对照表中。如表1所示，为一种堆积角对照表的示例。由表1可以获知，材质为金属S，颗粒粒径的范围大于或等于X1且小于或等于X2，颗粒密度大于或等于M1且小于或等于M2的颗粒物，所能形成的堆积角的角度为J1，具体可以参照表1示出的内容，此处不再一一赘述。
表1：一种堆积角对照表的示例
下面，详细介绍本申请实施例提供的方法的实现过程。
步骤101中，振动加速度是振动现象产生的加速度；目标振动加速度是需要进行减振的目标振动现象产生的加速度；堆积角是颗粒物作为颗粒阻尼器的减振材料，进行减振运动后形成的堆积状态的角度；目标堆积角是适用于目标振动现象的颗粒物作为颗粒阻尼器的减振材料，进行减振运动后形成的堆积状态的角度。
需要说明的是，质点的简协振动表达式如下：
y＝A sin(ωt+α) 公式(2)
公式(2)中，y是振动位移；A是振动幅值；ω是振动圆频率；α是相位角。根据公式(2)振动加速度是振动位移的二阶导数，根据公式(2)确定如下表达式：
公式(3)中，
是振动位移的二阶导数；A是振动幅值；ω是振动圆频率；α是相位角。
对于动力作用分析，主要看峰值状态，而加速度峰值为振动位移的二阶导数的最大值，基于此可以确定如下表达式：
a＝-(2πf)2 max 公式(4)
公式(4)中，a是加速度，f是振动频率。根据公式(4)振动频率的平方与振动加速度线性相关。随机的振动可以通过变换以及等效处理，变为多个简协运动的叠加，因此基于前面的叙述，可以用振动加速度体现振动现象的性质。
在实际运用场景中，需要减振的目标振动加速度在一定范围内，例如特定大型设备运作过程中产生的目标振动加速度在一定范围内，特定地区的地震高发的目标振动加速度在一定范围内。而目标振动加速度和重力加速度的共同作用下会使得颗粒物进行减振运动，从而形成目标堆积角。
为了确认减振材料的组份，首先需要知道减振材料所应用的场景中的目标振动加速度，而目标堆积角通过以下方式确定：
目标堆积角采用以下方式确定：
公式(5)中，此时的振动加速度是目标振动加速度，此时堆积角为目标堆积角，θ为目标堆积角，a为目标振动加速度，g为重力加速度。
步骤102中，堆积角对照表包括颗粒物与堆积角的对应关系。堆积角对照表中体现的是单一种类颗粒物与单一种类颗粒物的堆积角的对照关系，因此堆积角的数量有限。堆积角对照表中可能不存在目标堆积角。
以表1为例，下面具体描述步骤103至步骤107。
如果目标堆积角为J0，而堆积角对照表中不存在目标堆积角J0，堆积角J2与目标堆积角J0的差值最小，且小于目标堆积角J0，则堆积角J2为第一堆积角。
仍然以步骤103所举的例子为例，堆积角J2对应的第一颗粒物确定为材质为S，颗粒粒径大于或等于X2且小于或等于X3，颗粒密度大于或等于M1且小于或等于M2的颗粒物。
仍然以步骤103所举的例子为例，堆积角J3与目标堆积角J0的差值最小，且小于目标堆积角J0，则堆积角J3为第二堆积角。
仍然以步骤103所举的例子为例，堆积角J3对应的第二颗粒物确定为材质为B，颗粒粒径大于或等于X1且小于或等于X2，颗粒密度大于或等于M2且小于或等于M3的颗粒物。
将第一颗粒物与第二颗粒物逐量混合，每次混合后测量混合物的堆积角。如果混合物的堆积角不是目标堆积角，说明此刻的混合物的堆积角不是目标堆积角，则继续将第一颗粒物与第二颗粒物混合，直至混合后的第一颗粒物与第二颗粒物对应的堆积角与目标堆积角一致时，记录此时第一颗粒物的第一混合比例以及第二颗粒物的第二混合比例。颗粒阻尼器中减振材料为第一混合比例的第一颗粒物，以及第二混合比例的第二颗粒物。
在本申请实施过程中，如果第一颗粒物和第二颗粒物的混合物的堆积角始终不是目标堆积角，则可以采用多种方式确定颗粒阻尼器中减振材料的组份。
一种可能的实施方式是，多次调整第一颗粒物与第二颗粒物之间的混合比例后，如果混合后的第一颗粒物与第二颗粒物对应的堆积角仍与目标堆积角不一致，则从堆积角对照表中确定出与目标堆积角的差值在预设范围内的第三堆积角。
从堆积角对照表中确定出第三堆积角对应的第三颗粒物。
调整第一颗粒物、第二颗粒物以及第三颗粒物之间的混合比例，直至混合后的第一颗粒物、第二颗粒物以及第三颗粒物对应的堆积角与目标堆积角一致时，根据第一颗粒物、第二颗粒物、第三颗粒物和第一颗粒物、第二颗粒物以及第三颗粒物之间的混合比例，确定颗粒阻尼器中减振材料组份。
另一种可能的实施方式是，多次调整第一颗粒物与第二颗粒物之间的混合比例后，如果混合后的第一颗粒物与第二颗粒物对应的堆积角仍与目标堆积角不一致，则从堆积角对照表中确定出与目标堆积角的差值在预设范围内的第三堆积角。
从堆积角对照表中确定出第三堆积角对应的第三颗粒物。
用第三颗粒物替换第一颗粒物，调整第三颗粒物与第二颗粒物之间的混合比例，直至混合后的第三颗粒物与第二颗粒物对应的堆积角与目标堆积角一致时，根据第三颗粒物、第二颗粒物和第三颗粒物与第二颗粒物之间的混合比例，确定颗粒阻尼器中减振材料组份。
如图4所示，为本申请实施提供的另一种颗粒阻尼器中减振材料组份的确定方法对应的流程示意图。如图4所示，本申请实施例可以完整体现为如下流程：
步骤401，选择多种颗粒物，测量颗粒密度，颗粒粒径。
步骤402，根据颗粒物，以及颗粒物与堆积角之间的关系，确定堆积角对照表。
步骤403，根据目标振动加速度，以及预设的振动加速度和堆积角之间的关系，确定目标堆积角。
步骤404，判断预设的堆积角对照表中是否存在目标堆积角，如果堆积角对照表中不存在目标堆积角，则执行步骤403；否则执行步骤408。
步骤405，选择不同颗粒物作为混合物，调节混合物的比例。
步骤406，判断混合物的堆积角是否是目标堆积角，如果混合物的堆积角是目标堆积角，则执行步骤407，否则执行步骤405。
步骤407，根据混合物以及混合物的比例，确定减振材料的组份，并输出减振材料组份。
步骤408，从堆积角对照表中确定出目标堆积角对应的颗粒物，将对应的颗粒物确定为减振材料的组份，并输出减振材料组份。
下述为本申请装置实施例，可以用于执行本申请方法实施例。对于本申请装置实施例中未披露的细节，请参照本申请方法实施例。本申请方法实施例可以应用于相关程序中，以实现本申请的装置实施例。本申请的装置实施例可以为一种仿真程序中的模拟装置，也可以为有实际机械臂的由计算机控制的装置。
图5示例性示出了本申请实施例提供的一种颗粒阻尼器中减振材料组份的确定装置的结构示意图。如图5所示，该装置具有实现上述颗粒阻尼器中减振材料组份的确定方法的功能，所述功能可以由硬件实现，也可以由硬件执行相应的软件实现。该装置可以包括：判断模块501和确定模块502。
该装置包括：
确定模块502，用于根据目标振动加速度，以及预设的振动加速度和堆积角之间的关系，确定目标堆积角；振动加速度是振动现象产生的加速度；目标振动加速度是需要进行减振的目标振动现象产生的加速度；堆积角是颗粒物作为颗粒阻尼器的减振材料，进行减振运动后形成的堆积状态的角度；目标堆积角是适用于目标振动现象的颗粒物作为颗粒阻尼器的减振材料，进行减振运动后形成的堆积状态的角度；
判断模块501，用于判断预设的堆积角对照表中是否存在目标堆积角；堆积角对照表包括颗粒物与堆积角的对应关系；
确定模块502，还用于如果堆积角对照表中不存在目标堆积角，则从堆积角对照表中确定出与目标堆积角的差值最小，且小于目标堆积角的第一堆积角；从堆积角对照表中确定出第一堆积角对应的第一颗粒物；从堆积角对照表中确定出与目标堆积角的差值最小，且大于目标堆积角的第二堆积角；从堆积角对照表中确定出第二堆积角对应的第二颗粒物；调整第一颗粒物与第二颗粒物之间的混合比例，直至混合后的第一颗粒物与第二颗粒物对应的堆积角与目标堆积角一致时，根据第一颗粒物、第二颗粒物和第一颗粒物与第二颗粒物之间的混合比例，确定颗粒阻尼器中减振材料组份。
可选的，堆积角对照表采用以下方法确定：
将多种颗粒物根据材质、颗粒密度以及颗粒粒径进行分组；同组中的颗粒物为同一材质，颗粒密度在同一预设范围内，且颗粒粒径在同一预设范围内的物质所组成的颗粒物；
测量每组颗粒物的堆积角；
根据堆积角以及颗粒物之间的对照关系，确定堆积角对照表。
可选的，目标堆积角采用以下方法确定：
其中，θ为目标堆积角；a为目标振动加速度；g为重力加速度。
可选的，确定模块502还用于：
多次调整第一颗粒物与第二颗粒物之间的混合比例后，如果混合后的第一颗粒物与第二颗粒物对应的堆积角仍与目标堆积角不一致，则从堆积角对照表中确定出与目标堆积角的差值在预设范围内的第三堆积角；
从堆积角对照表中确定出第三堆积角对应的第三颗粒物；
调整第一颗粒物、第二颗粒物以及第三颗粒物之间的混合比例，直至混合后的第一颗粒物、第二颗粒物以及第三颗粒物对应的堆积角与目标堆积角一致时，根据第一颗粒物、第二颗粒物、第三颗粒物和第一颗粒物、第二颗粒物以及第三颗粒物之间的混合比例，确定颗粒阻尼器中减振材料组份。
可选的，其特征在于，确定模块502还用于：
如果堆积角对照表中存在目标堆积角，则从堆积角对照表中确定出目标堆积角对应的第四颗粒物；以及将第四颗粒物确定为颗粒阻尼器中减振材料的组份。
本申请实施例将测量堆积角与振动加速度联系起来，用简单的测量堆积角的实验过程获取目标振动加速度对应的颗粒阻尼器中减振材料的组份。本申请实施例用堆积角确定减振材料组份的过程不仅方式新颖，而且实现过程简单可行。在实验过程中可以不断获取新的实验数据，进一步完善堆积角对照表，而完善堆积角对照表的过程可以为后续实验进一步提供参照，简化后续实验过程。
本发明可用于众多通用或专用的计算系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。
本发明可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本发明，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (10)
1.一种颗粒阻尼器中减振材料组份的确定方法，其特征在于，所述方法包括：
根据目标振动加速度，以及预设的振动加速度和堆积角之间的关系，确定目标堆积角；所述振动加速度是振动现象产生的加速度；所述目标振动加速度是需要进行减振的目标振动现象产生的加速度；所述堆积角是颗粒物作为颗粒阻尼器的减振材料，进行减振运动后形成的堆积状态的角度；所述目标堆积角是适用于所述目标振动现象的颗粒物作为颗粒阻尼器的减振材料，进行减振运动后形成的堆积状态的角度；
判断预设的堆积角对照表中是否存在所述目标堆积角；所述堆积角对照表包括颗粒物与堆积角的对应关系；
如果所述堆积角对照表中不存在所述目标堆积角，则从所述堆积角对照表中确定出与所述目标堆积角的差值最小，且小于所述目标堆积角的第一堆积角；
从所述堆积角对照表中确定出所述第一堆积角对应的第一颗粒物；
从所述堆积角对照表中确定出与所述目标堆积角的差值最小，且大于所述目标堆积角的第二堆积角；
从所述堆积角对照表中确定出所述第二堆积角对应的第二颗粒物；
调整所述第一颗粒物与所述第二颗粒物之间的混合比例，直至混合后的第一颗粒物与第二颗粒物对应的堆积角与目标堆积角一致时，根据所述第一颗粒物、所述第二颗粒物和所述第一颗粒物与所述第二颗粒物之间的混合比例，确定颗粒阻尼器中减振材料组份。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述堆积角对照表采用以下方法确定：
将多种颗粒物根据材质、颗粒密度以及颗粒粒径进行分组；同组中的颗粒物为同一材质，颗粒密度在同一预设范围内，且颗粒粒径在同一预设范围内的物质所组成的颗粒物；
测量每组颗粒物的堆积角；
根据堆积角以及颗粒物之间的对照关系，确定所述堆积角对照表。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标堆积角采用以下方法确定：
其中，θ为所述目标堆积角；a为所述目标振动加速度；g为重力加速度。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
多次调整所述第一颗粒物与所述第二颗粒物之间的混合比例后，如果混合后的第一颗粒物与第二颗粒物对应的堆积角仍与所述目标堆积角不一致，则从所述堆积角对照表中确定出与所述目标堆积角的差值在预设范围内的第三堆积角；
从所述堆积角对照表中确定出所述第三堆积角对应的第三颗粒物；
调整所述第一颗粒物、所述第二颗粒物以及所述第三颗粒物之间的混合比例，直至混合后的第一颗粒物、第二颗粒物以及第三颗粒物对应的堆积角与所述目标堆积角一致时，根据所述第一颗粒物、所述第二颗粒物、所述第三颗粒物和所述第一颗粒物、所述第二颗粒物以及所述第三颗粒物之间的混合比例，确定所述颗粒阻尼器中减振材料组份。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
如果所述堆积角对照表中存在所述目标堆积角，则从所述堆积角对照表中确定出所述目标堆积角对应的第四颗粒物；
将所述第四颗粒物确定为所述颗粒阻尼器中减振材料的组份。
6.一种颗粒阻尼器中减振材料组份的确定装置，其特征在于，所述装置包括：
确定模块，用于根据目标振动加速度，以及预设的振动加速度和堆积角之间的关系，确定目标堆积角；所述振动加速度是振动现象产生的加速度；所述目标振动加速度是需要进行减振的目标振动现象产生的加速度；所述堆积角是颗粒物作为颗粒阻尼器的减振材料，进行减振运动后形成的堆积状态的角度；所述目标堆积角是适用于所述目标振动现象的颗粒物作为颗粒阻尼器的减振材料，进行减振运动后形成的堆积状态的角度；
判断模块，用于判断预设的堆积角对照表中是否存在所述目标堆积角；所述堆积角对照表包括颗粒物与堆积角的对应关系；
所述确定模块，还用于如果所述堆积角对照表中不存在所述目标堆积角，则从所述堆积角对照表中确定出与所述目标堆积角的差值最小，且小于所述目标堆积角的第一堆积角；从所述堆积角对照表中确定出所述第一堆积角对应的第一颗粒物；从所述堆积角对照表中确定出与所述目标堆积角的差值最小，且大于所述目标堆积角的第二堆积角；从所述堆积角对照表中确定出所述第二堆积角对应的第二颗粒物；调整所述第一颗粒物与所述第二颗粒物之间的混合比例，直至混合后的第一颗粒物与第二颗粒物对应的堆积角与目标堆积角一致时，根据所述第一颗粒物、所述第二颗粒物和所述第一颗粒物与所述第二颗粒物之间的混合比例，确定颗粒阻尼器中减振材料组份。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述堆积角对照表采用以下方法确定：
将多种颗粒物根据材质、颗粒密度以及颗粒粒径进行分组；同组中的颗粒物为同一材质，颗粒密度在同一预设范围内，且颗粒粒径在同一预设范围内的物质所组成的颗粒物；
测量每组颗粒物的堆积角；
根据堆积角以及颗粒物之间的对照关系，确定所述堆积角对照表。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述目标堆积角采用以下方法确定：
其中，θ为所述目标堆积角；a为所述目标振动加速度；g为重力加速度。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述确定模块还用于：
多次调整所述第一颗粒物与所述第二颗粒物之间的混合比例后，如果混合后的第一颗粒物与第二颗粒物对应的堆积角仍与所述目标堆积角不一致，则从所述堆积角对照表中确定出与所述目标堆积角的差值在预设范围内的第三堆积角；
从所述堆积角对照表中确定出所述第三堆积角对应的第三颗粒物；
调整所述第一颗粒物、所述第二颗粒物以及所述第三颗粒物之间的混合比例，直至混合后的第一颗粒物、第二颗粒物以及第三颗粒物对应的堆积角与所述目标堆积角一致时，根据所述第一颗粒物、所述第二颗粒物、所述第三颗粒物和所述第一颗粒物、所述第二颗粒物以及所述第三颗粒物之间的混合比例，确定所述颗粒阻尼器中减振材料组份。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述确定模块还用于：
如果所述堆积角对照表中存在所述目标堆积角，则从所述堆积角对照表中确定出所述目标堆积角对应的第四颗粒物；以及将所述第四颗粒物确定为所述颗粒阻尼器中减振材料的组份。
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Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0432723A (ja) * | 1990-05-30 | 1992-02-04 | Masao Sawaji | 粉粒体を用いた震度計と震度測定方法 |
| JP2000046106A (ja) * | 1998-07-31 | 2000-02-18 | Matsushita Electric Works Ltd | 制振パネル |
| US6237302B1 (en) * | 1998-03-25 | 2001-05-29 | Edge Innovations & Technology, Llc | Low sound speed damping materials and methods of use |
| US20060225980A1 (en) * | 2005-04-11 | 2006-10-12 | Simonian Stepan S | Tunable adjustable multi-element hybrid particle damper |
| EP2287414A1 (de) * | 2009-07-16 | 2011-02-23 | Zingelmann, Jochen | Vorrichtung zur Aufnahme von Verformungsenergie |
| CN103615054A (zh) * | 2013-11-29 | 2014-03-05 | 同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司 | 一种基于区格剪切变形的屈曲约束支撑布置方法 |
| CN203891245U (zh) * | 2014-06-12 | 2014-10-22 | 同济大学 | 混合控制颗粒阻尼器 |
| CN105136623A (zh) * | 2015-09-17 | 2015-12-09 | 重庆大学 | 基于势能变化定量表征颗粒下落后堆积偏析状态的方法 |
| CN108240949A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-07-03 | 华中农业大学 | 一种散体物料休止角的测定装置与测定方法 |
| CN211259449U (zh) * | 2019-06-25 | 2020-08-14 | 广东美的暖通设备有限公司 | 阻尼减振器、管路结构、钣金结构及热交换工作设备 |
-
2020
- 2020-09-01 CN CN202010906057.3A patent/CN112014460B/zh active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0432723A (ja) * | 1990-05-30 | 1992-02-04 | Masao Sawaji | 粉粒体を用いた震度計と震度測定方法 |
| US6237302B1 (en) * | 1998-03-25 | 2001-05-29 | Edge Innovations & Technology, Llc | Low sound speed damping materials and methods of use |
| JP2000046106A (ja) * | 1998-07-31 | 2000-02-18 | Matsushita Electric Works Ltd | 制振パネル |
| US20060225980A1 (en) * | 2005-04-11 | 2006-10-12 | Simonian Stepan S | Tunable adjustable multi-element hybrid particle damper |
| EP2287414A1 (de) * | 2009-07-16 | 2011-02-23 | Zingelmann, Jochen | Vorrichtung zur Aufnahme von Verformungsenergie |
| CN103615054A (zh) * | 2013-11-29 | 2014-03-05 | 同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司 | 一种基于区格剪切变形的屈曲约束支撑布置方法 |
| CN203891245U (zh) * | 2014-06-12 | 2014-10-22 | 同济大学 | 混合控制颗粒阻尼器 |
| CN105136623A (zh) * | 2015-09-17 | 2015-12-09 | 重庆大学 | 基于势能变化定量表征颗粒下落后堆积偏析状态的方法 |
| CN108240949A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-07-03 | 华中农业大学 | 一种散体物料休止角的测定装置与测定方法 |
| CN211259449U (zh) * | 2019-06-25 | 2020-08-14 | 广东美的暖通设备有限公司 | 阻尼减振器、管路结构、钣金结构及热交换工作设备 |
Non-Patent Citations (6)
| Title |
|---|
| 宋黎明;杨哲;董志明;李晓娇;吕捷;: "颗粒参数和填充率对颗粒阻尼器减振性能的影响分析", 矿山机械, no. 05, pages 24 - 26 * |
| 张向东;: "颗粒阻尼应用在建筑上试验初探", 铁道建筑技术, no. 09, pages 25 - 27 * |
| 杨英;赵西伟;何萌;: "基于DEM算法的多颗粒碰撞耗能机理分析与振动抑制研究", 机电工程, no. 01, pages 28 - 32 * |
| 闫维明;王宝顺;黄绪宏;: "颗粒阻尼器的研究进展及其在土木工程中的应用展望", 土木工程学报, no. 05, pages 36 - 45 * |
| 闫维明;王瑾;许维炳;: "基于单自由度结构的颗粒阻尼减振机理试验研究", 土木工程学报, no. 1, pages 84 - 90 * |
| 闫维明;谢志强;张向东;王瑾;杲晓龙;: "隔舱式颗粒阻尼器在沉管隧道中的减震控制试验研究", 振动与冲击, no. 17, pages 14 - 19 * |
Also Published As
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|---|---|
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Legal Events
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