CN115823164A - 一种宽频动力吸振器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种宽频动力吸振器，属于减振领域。本发明为基于声学黑洞结构、粘弹性阻尼与颗粒阻尼结合的宽频动力吸振器；利用声学黑洞结构对振动能量的吸收特性，将振动能量集中到声学黑洞结构的薄边，振动能量使声学黑洞结构薄边发生剧烈振动变形，通过粘贴的粘弹性阻尼材料能够高效耗散集中到声学黑洞结构薄边的振动能量，实现耗散抑振；在振动能量从主体结构传递到声学黑洞结构薄边的传递路径上安装颗粒阻尼结构，将振动能量进行耗散；同时，由于颗粒阻尼结构发挥作用依赖的是结构所处位置的振动幅值，所以对声学黑洞结构所不能吸收的低频振动，也能够随着主体结构低频振动发挥耗能作用，从而降低低频的振动峰值，进一步抑振。
Description
技术领域
本发明属于减振领域，特别是一种基于声学黑洞结构、粘弹性阻尼与颗粒阻尼结合的宽频动力吸振器。
背景技术
在实际工程中，振动是各类机械设备无法避免的现象，这些振动会影响机械设备使用寿命，甚至导致机械结构的破坏。人们开展了大量研究，采取了各种措施来减小有害振动。其中，动力吸振器是广泛应用于工程实践中的一种减振装置。
动力吸振器利用共振系统吸收机械设备的振动能量以减小设备振动。传统的动力吸振器因其结构参数不变，固有频率不可调，只能控制单一频率的振动，调频范围小。在实际复杂工作环境下，机械设备振动并非固定不变，若需要对其他工作频率进行吸振，则需要更换吸振器或对吸振器进行调整。
发明内容
为克服现有技术中动力吸振器适用范围窄的缺陷，本发明的主要目的在于提供一种宽频动力吸振器，结合声学黑洞结构、粘弹性阻尼与颗粒阻尼，利用声学黑洞结构对振动能量的吸收特性，结合粘贴粘弹性阻尼材料实现耗散抑振，此外，利用颗粒阻尼结构降低低频的振动峰值。本发明具有可靠性高、成本低、适用性广的优点。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
本发明公开的一种宽频动力吸振器，为基于声学黑洞结构、粘弹性阻尼与颗粒阻尼结合的宽频动力吸振器，包括颗粒阻尼器、橡胶阻尼层、声学黑洞板。所述颗粒阻尼器包括颗粒阻尼盒盖、颗粒阻尼盒、阻尼颗粒、颗粒阻尼盒底座。
利用声学黑洞结构对振动能量的吸收特性，将振动能量集中到声学黑洞结构的薄边，振动能量使声学黑洞结构薄边发生剧烈振动变形，通过粘贴的粘弹性阻尼材料能够高效耗散集中到声学黑洞结构薄边的振动能量，实现耗散抑振。
在振动能量从主体结构传递到声学黑洞结构薄边的传递路径上安装颗粒阻尼结构，将振动能量进行耗散；同时，由于颗粒阻尼结构发挥作用依赖的是结构所处位置的振动幅值，所以对声学黑洞结构所不能吸收的低频振动，也能够随着主体结构低频振动发挥耗能作用，从而降低低频的振动峰值，进一步抑振。同时，聚集到声学黑洞结构边缘的能量，引起的声学黑洞结构振动也会受到颗粒阻尼结构的抑制。
为了通过颗粒间的摩擦与碰撞消耗振动能量，从而抑制主结构振动，作为优选，所述颗粒阻尼器的内部封闭，设置有阻尼颗粒。
常见的摩擦颗粒有矿物质类二氧化硅颗粒、铁颗粒及钨颗粒，综合考虑成本及减震效果，作为优选，所述阻尼颗粒选用铁颗粒。所述颗粒阻尼盒盖与颗粒阻尼盒的连接方式为胶接。
为了增加颗粒阻尼盒的振动幅值提高耗能能力，作为优选，在阻尼盒底部增加了一个颗粒阻尼盒支座。所述颗粒阻尼盒底座为一端开口，一端封闭的矩形截面槽，开口端通过胶接固定在颗粒阻尼器的下表面，封闭端通过胶接固定在橡胶阻尼层的上表面。
为了高效耗散集中到声学黑洞结构薄边的振动能量，橡胶阻尼层的厚度可以选择1、2、3层，考虑橡胶阻尼和颗粒阻尼共同作用下的抑振效果，作为优选，所述橡胶阻尼层选择1层，所述橡胶阻尼层与声学黑洞板的连接方式为胶接，固定在声学黑洞板的上表面。
声学黑洞结构可以为单边结构或者对称结构，为了提高抑振效果，作为优选，所述声学黑洞结构设计为对称结构。所述声学黑洞板的上、下表面之间的距离从中轴线向外边缘方向呈幂函数变化。所述边缘区域为所述声学黑洞板的最小厚度的延伸区域。
声学黑洞吸振器结构作为一种附加结构，可以在主结构上添加多个。为了进一步控制抑制频带宽提升抑振效果，作为优选，选择在尺寸为100mm*20mm*8mm的悬臂梁上等距安装5个本发明的宽频动力吸振器，形成宽度从600～5000Hz的连续振动衰减带；在200Hz～600Hz的振动峰值得到衰减抑振频带宽。
有益效果：
1、本发明公开的宽频动力吸振器，为基于声学黑洞结构、粘弹性阻尼与颗粒阻尼结合的宽频动力吸振器，利用声学黑洞结构对振动能量的吸收特性，将振动能量集中到声学黑洞结构的薄边，振动能量使声学黑洞结构薄边发生剧烈振动变形，通过粘贴的粘弹性阻尼材料能够高效耗散集中到声学黑洞结构薄边的振动能量，实现耗散抑振。
2、本发明公开的宽频动力吸振器，在振动能量从主体结构传递到声学黑洞结构薄边的传递路径上安装颗粒阻尼结构，将振动能量进行耗散；同时，由于颗粒阻尼结构发挥作用依赖的是结构所处位置的振动幅值，所以对声学黑洞结构所不能吸收的低频振动，也能够随着主体结构低频振动发挥耗能作用，从而降低低频的振动峰值，进一步抑振。同时，聚集到声学黑洞结构边缘的能量，引起的声学黑洞结构振动也会受到颗粒阻尼结构的抑制。
3、本发明公开的宽频动力吸振器，声学黑洞板的厚度以幂函数形式减小，当有振动波输入时，振动波的波速会随着厚度的减小逐渐减小，在理想的情况下波速可减小为零，提高抑振效果。
4、本发明公开的宽频动力吸振器，在实现上述有益效果1、2、3的基础上，还具有可靠性高、成本低、适用性广的优点。
5、应用本发明公开的宽频动力吸振器，在尺寸为100mm*20mm*8mm的悬臂梁上等距安装5个宽频动力吸振器，形成宽度从600～5000Hz的连续振动衰减带；在200Hz～600Hz的振动峰值得到衰减抑振频带宽。
附图说明
为了能够更清晰表达本发明的技术方案，下面将系统整体及部分子系统以附图形式进行介绍。
图1-颗粒阻尼器结构整体图。
图2-颗粒阻尼器剖面图
图3-发明结构整体图。
图4-声学黑洞板整体图。
图5-本发明与声学黑洞吸振器减振效果对比实验示意图。
图6-本发明的实验数据效果对比图(全频带0-5000Hz)。
图7-本发明的实验数据效果对比图(低频0-500Hz)。
其中：1-颗粒阻尼器、101-颗粒阻尼盒盖、102-颗粒阻尼盒、103-阻尼颗粒、104-颗粒阻尼盒底座、2-橡胶阻尼层、3-声学黑洞板。
具体实施方式
为了更好地说明本发明的目的和优点，下面结合附图和实例对发明内容做进一步说明。
实施例1：
如图3所示，本实施例公开的一种宽频动力吸振器，为基于声学黑洞结构、粘弹性阻尼与颗粒阻尼结合的宽频动力吸振器，包括颗粒阻尼器1、橡胶阻尼层2、声学黑洞板3。
如图1所示，颗粒阻尼器1由颗粒阻尼盒盖101、颗粒阻尼盒102、阻尼颗粒103、颗粒阻尼盒底座104组成，颗粒阻尼盒盖为一端开口，一端封闭的矩形截面中空筒。颗粒阻尼盒为一端开口，一端封闭的矩形截面中空筒。颗粒阻尼盒盖与颗粒阻尼盒胶接，形成内部封闭的结构，颗粒组尼盒内部设置有阻尼颗粒3，阻尼颗粒的填充率为70％，阻尼颗粒形状为球体，直径为0.5mm，材质设置为铁颗粒。
如图2所示，颗粒阻尼盒底座为一端开口，一端封闭的矩形截面槽，开口端与颗粒阻尼器的下表面胶接，封闭端与橡胶阻尼层的上表面胶接。橡胶阻尼层与声学黑洞板上表面胶接，固定在声学黑洞板上表面的两侧。
如图4所示，声学黑洞板的上、下表面之间的距离从中轴线向外边缘方向呈幂函数变化。所述边缘区域为所述声学黑洞板的最小厚度的延伸区域。
声学黑洞板的厚度根据幂函数y＝0.00025x3变化，式中x表示水平方向的位置，y为竖直方向上所述边缘区域与下表面之间的距离。
本实施例公开的一种宽频动力吸振器的工作方法是：
利用声学黑洞结构对振动能量的吸收特性，将振动能量集中到声学黑洞结构的薄边，振动能量使声学黑洞结构薄边发生剧烈振动变形，粘贴粘弹性阻尼材料，能够高效耗散集中到声学黑洞结构薄边的振动能量，从而达到抑振的目的。
利用声学黑洞结构对能量的吸收特性，振动能量将集中到薄边位置，在振动能量从主体结构传递到声学黑洞结构薄边的传递路径上安装颗粒阻尼结构，将振动能量进行耗散；同时，由于颗粒阻尼结构发挥作用依赖的是结构所处位置的振动幅值，所以对声学黑洞结构所不能吸收的低频振动，也能够随着主体结构低频振动发挥耗能作用，从而降低低频的振动峰值。
采用如图5所示的实验方法，将吸振器每两个间隔200mm通过胶接固定在悬臂梁光杆上，悬臂梁左右端分别设置有加速度传感器，在如图位置处对悬臂梁施加一向上的1N的力。
通过两个加速度传感器，获取悬臂梁在测试段加速度输入与输出，通过式(1)计算得到振动传递损失VTL：
当VTL低于0时，说明输出信号比输入信号小，即信号衰减。
对比本发明与传统声学黑洞吸振器的振动传递损失如图6、7，从图中可见，本实施例的吸振器安装到悬臂梁后，形成了从630-500Hz范围内连续的振动衰减带。从230Hz开始，峰值有明显下降。由此得到该新型动力吸振器具有宽频吸振的优点。
以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种宽频动力吸振器，其特征在于：为基于声学黑洞结构、粘弹性阻尼与颗粒阻尼结合的宽频动力吸振器，包括颗粒阻尼器、橡胶阻尼层、声学黑洞板；所述颗粒阻尼器包括颗粒阻尼盒盖、颗粒阻尼盒、阻尼颗粒、颗粒阻尼盒底座；
利用声学黑洞结构对振动能量的吸收特性，将振动能量集中到声学黑洞结构的薄边，振动能量使声学黑洞结构薄边发生剧烈振动变形，通过粘贴的粘弹性阻尼材料能够高效耗散集中到声学黑洞结构薄边的振动能量，实现耗散抑振；
在振动能量从主体结构传递到声学黑洞结构薄边的传递路径上安装颗粒阻尼结构，将振动能量进行耗散；同时，由于颗粒阻尼结构发挥作用依赖的是结构所处位置的振动幅值，所以对声学黑洞结构所不能吸收的低频振动，也能够随着主体结构低频振动发挥耗能作用，从而降低低频的振动峰值，进一步抑振。同时，聚集到声学黑洞结构边缘的能量，引起的声学黑洞结构振动也会受到颗粒阻尼结构的抑制。
2.如权利要求1所述的一种宽频动力吸振器，其特征在于：所述颗粒阻尼器的内部封闭，设置有阻尼颗粒；所述颗粒阻尼盒盖与颗粒阻尼盒的连接方式为胶接；所述颗粒阻尼盒底座为一端开口，一端封闭的矩形截面槽，开口端通过胶接固定在颗粒阻尼器的下表面，封闭端通过胶接固定在橡胶阻尼层的上表面。
3.如权利要求2所述的一种宽频动力吸振器，其特征在于：所述橡胶阻尼层与声学黑洞板的连接方式为胶接，固定在声学黑洞板的上表面。
4.如权利要求3所述的一种宽频动力吸振器，其特征在于：所述声学黑洞板的上、下表面之间的距离从中轴线向外边缘方向呈幂函数变化；所述边缘区域为所述声学黑洞板的最小厚度的延伸区域。
5.如权利要求1或2所述的一种宽频动力吸振器，其特征在于：在尺寸为100mm*20mm*8mm的悬臂梁上等距安装5个所述宽频动力吸振器，形成宽度从600～5000Hz的连续振动衰减带；在200Hz～600Hz的振动峰值得到衰减抑振频带宽。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3028906A1 (fr) * | 2014-11-25 | 2016-05-27 | Inst De Rech Tech Jules Verne | Procede et dispositif d’amortissement vibratoire d’un panneau |
| CN106023978A (zh) * | 2016-05-23 | 2016-10-12 | 南京航空航天大学 | 双层板声学黑洞减振降噪结构 |
| DE102019112756A1 (de) * | 2019-05-15 | 2020-11-19 | Otto-Von-Guericke-Universität Magdeburg | Vorrichtung zur Kraftaufnahme, Weiterleitung sowie Dämpfung mechanischer Schwingungen |
| CN113628602A (zh) * | 2021-08-26 | 2021-11-09 | 东北大学 | 一种六边形周期声学黑洞减振降噪结构 |
| CN217467983U (zh) * | 2022-03-28 | 2022-09-20 | 西安建筑科技大学 | 一种基于声学黑洞效应的隔声吸声结构 |
| CN115083381A (zh) * | 2022-06-15 | 2022-09-20 | 西北工业大学 | 基于声学黑洞效应与共振原理的全频带减振结构及方法 |
-
2022
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3028906A1 (fr) * | 2014-11-25 | 2016-05-27 | Inst De Rech Tech Jules Verne | Procede et dispositif d’amortissement vibratoire d’un panneau |
| CN106023978A (zh) * | 2016-05-23 | 2016-10-12 | 南京航空航天大学 | 双层板声学黑洞减振降噪结构 |
| DE102019112756A1 (de) * | 2019-05-15 | 2020-11-19 | Otto-Von-Guericke-Universität Magdeburg | Vorrichtung zur Kraftaufnahme, Weiterleitung sowie Dämpfung mechanischer Schwingungen |
| CN113628602A (zh) * | 2021-08-26 | 2021-11-09 | 东北大学 | 一种六边形周期声学黑洞减振降噪结构 |
| CN217467983U (zh) * | 2022-03-28 | 2022-09-20 | 西安建筑科技大学 | 一种基于声学黑洞效应的隔声吸声结构 |
| CN115083381A (zh) * | 2022-06-15 | 2022-09-20 | 西北工业大学 | 基于声学黑洞效应与共振原理的全频带减振结构及方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 何璞;王小东;季宏丽;裘进浩;成利;: "基于声学黑洞的盒式结构全频带振动控制", 航空学报, no. 04 * |
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