CN208089829U - 基于拉扭耦合超材料结构的吸振器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种基于拉扭耦合力学性质的吸振器，属于减振装置。结构由左连接件，主体和右连接件组成。装置利用主体部分特殊的手性超材料结构特征，在连接件受拉力或者压力作用时，主体会发生扭转位移和变形从而吸收一部分能量，以达到减振的目的。本实用新型的优点是：减振装置组成简单可靠，结构紧凑，主要包括左连接件，主体和右连接件，其中左右连接件可根据实际工况进行设计，选材得当可实现制造成本低廉、零部件通用化较高。
Description
技术领域
本实用新型属于一种减振装置，具体涉及一种基于拉扭耦合超材料结构的吸振器。
背景技术
目前，许多现代设备受低频振动困扰，由此装备的工作性能、使用寿命、精度、安全性和可靠性、效率会大大降低。现代设备受低频振动往往是因为低频扰动引起的，为了减小扰动引起的振荡，对机械系统附加吸振器是常用的振动控制措施,在增加一定重量的代价下可有效降低系统的振动响应幅值。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种轻便的基于拉扭耦合超材料结构的吸振器，用来解决现代设备受到低频扰动影响的问题。
一种基于拉扭耦合超材料结构的吸振器，其特征在于:由左连接件，主体，右连接件部件组成；其中主体为一种手性的拉伸扭转耦合的超材料，以六边形网状单元为基础，将网状材料环绕成的空心圆管结构；该结构形状类似于微观中的单壁手性碳纳米管结构，在受到拉力或压力作用时会产生扭转，其中环绕角度与微观中的单壁手性碳纳米管环绕角度设定规则相同；上述左连接件与主体连接部分的中心，右连接件与主体连接部分的中心均保持在主体中轴线上；主体与左连接件的连接面，主体与右连接件的连接面均垂直于主体中轴线。
手性是指：某物体与其镜像不同，其镜像是不能与原物体重合。就如同左手和右手互为镜像而无法叠合，表示一种重要的对称特点。
超材料是指：一些具有人工设计的结构并呈现出天然材料所不具备的超常物理性质的复合材料，其具备天然材料所不具备的特殊性质，而且这些性质主要来自人工的特殊结构。
拉扭耦合超材料是指：具有受拉力或压力会发生扭转这一性质的超材料。
本实用新型中主体在受到沿轴向的作用力时会发生扭转，这样输入的能量有相当一部分会转化为使主体发生扭转变形的能量，从而使轴向输出的能量大大减少，以达到吸振的目的。左连接件和右连接件是为了便于装配和更好的将扰动转化为沿轴向的拉力或压力而设计的。在现代设备和受扰动部位的传递路径中附加这种吸振装置，同时要求左连接件，右连接件，与主体的连接方式符合实际的工程要求，使传递到主体上的作用力大部分为拉力或者压力即可。一般情况下使用时，保持吸振器轴线方向与扰动传递方向平行。
本实用新型的有益效果：（1）结构设计简单可靠、结构紧凑；（2）制造成本低廉、零部件通用化较高；（3）可根据实际工况进行连接件的设计。所述左连接件、主体、右连接件可以通过3D打印一体成型。结构可以根据实际需求情况可以使用光敏树脂材料、PLA、ABS和不同类型的金属材料等。
附图说明
图1是本实用新型装置的结构示意图；
图2是本实用新型装置环绕角度设定规则示意图。
具体实施方式
本实用新型提供了一种新型的吸振器，整体结构如图1所示，由左连接件1，主体2，右连接件3部件组成。
主体2结构如图1所示，采用一种手性的拉伸扭转超材料结构，主体2的结构外观类似于微观中的手性碳纳米管，主体2以六边形单元为基础单元，将网状材料按环绕角度环绕成的手性空心圆管结构，环绕角度的设定如图2所示。这种结构在受到拉力或压力作用时会产生扭转变形。左连接件1与主体2连接部分中心、右连接件3与主体2连接部分中心、保持在主体2中轴线上。
具体工作过程：
当现代设备受到外部扰动时，通过吸振器一侧的连接件将外界扰动转化为拉力或者压力作用传递到主体上，主体手性超材料结构受轴向作用力发生扭转位移和变形，从而吸收相当一部分能量，剩余能量将远小于初始传递输入的能量，以此达到吸振的目的。
Claims (2)
1.一种基于拉扭耦合超材料结构的吸振器，其特征在于:
由左连接件（1），主体（2），右连接件（3）部件组成；
其中主体（2）为一种手性的拉伸扭转耦合的超材料，以六边形网状单元为基础，将网状材料按一定环绕角度环绕成的空心圆管结构；该结构形状类似于微观中的单壁手性碳纳米管结构，在受到拉力或压力作用时会产生扭转，其中环绕角度与微观中的单壁手性碳纳米管环绕角度设定规则相同；
上述左连接件（1）与主体（2）连接部分的中心，右连接件（3）与主体（2）连接部分的中心均保持在主体（2）中轴线上；
主体（2）与左连接件（1）的连接面，主体（2）与右连接件（3）的连接面均垂直于主体（2）中轴线。
2.根据权利要求1所述的基于拉扭耦合超材料结构的吸振器，其特征在于:
所述左连接件（1）、主体（2）、右连接件（3）为3D打印一体成型结构。
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| CN201820429574.4U CN208089829U (zh) | 2018-03-28 | 2018-03-28 | 基于拉扭耦合超材料结构的吸振器 |
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Publications (1)
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Country Status (1)
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN108386472A (zh) * | 2018-03-28 | 2018-08-10 | 南京航空航天大学 | 基于拉扭耦合超材料结构的吸振器 |
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- 2018-03-28 CN CN201820429574.4U patent/CN208089829U/zh active Active
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