CN107524744A - 一种高阻尼热变形释放装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高阻尼热变形释放装置，所述装置包括：底座(1)、弹性元件(2)、外壳(3)、阻尼元件(4)、连接座(5)；弹性元件(2)的下端与所述底座(1)固连，所述弹性元件(2)与所述底座(1)垂直，所述弹性元件(2)的上端与所述连接座(5)固连，所述弹性元件(2)在垂直于底座(1)方向的刚度大于所述弹性元件(2)在平行于底座(1)方向的刚度；外壳(3)与所述底座(1)相连接，用于将弹性元件(2)包围在所述外壳(3)的内部；阻尼元件(4)，填充于所述弹性元件(2)与所述外壳(3)之间，所述阻尼元件(4)与所述弹性元件(2)的接触面上存在空隙，所述空隙用于调整阻尼元件(4)与弹性元件(2)的接触面积，所述空隙在所述阻尼元件(4)所占的体积比与所述阻尼元件(4)的阻尼系数和弹性元件(2)的刚度成反比。

Description

一种高阻尼热变形释放装置
技术领域
本发明涉及柔性连接技术领域，特别涉及一种高阻尼热变形释放装置。
背景技术
微波遥感航天器所采用的大型平板相控阵天线在轨道环境下，受到太阳照射角度变化的影响，温度会出现一定幅度的波动。为了保证结构重量轻、强度高，天线安装框架大多采用碳纤维材料。而天线本身为保证电性能则必须采用金属材料。两种材料的热膨胀特性有较大差异，在温度变化时，二者热变形不协调，会导致结构发生翘曲变形，进而使天线波束指向发生变化，影响探测性能。光学遥感卫星等其它搭载精密探测设备的航天器也存在类似的问题，当相连的两个结构材料不一致，在温度载荷下即出现变形不协调引起的热应力。当热应力较为严重时，会对探测设备的工作性能产生影响。因此，需要采用对敏感设备不同种材料之间的连接进行特殊设计。
目前，由于柔性连接允许连接结构之间在一定方向上一定程度的相对位移,因此被用来降低相邻结构热变形形成的应力。现有柔性结构件都是由高弹性的金属结构组成,如T型结构件、螺旋弹簧等。然而这些柔性结构件在结构件发生高频振动产生热变形引起的热应力时，柔性结构件的相对位移较大，导致产生较高的结构应力,因此无法满足抑制高频振动的要求。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种高阻尼热变形释放装置，可以解决通过柔性结构件连接的两个结构件在发生高频振动产生热变形引起热应力时，柔性结构件相对位移较大，造成较高的结构应力的问题。
本发明的技术解决方案是，一种高阻尼热变形释放装置，包括底座、弹性元件、外壳、阻尼元件、连接座；
弹性元件的下端与所述底座固连，所述弹性元件与所述底座垂直，所述弹性元件的上端与所述连接座固连，所述弹性元件在垂直于底座方向的刚度大于所述弹性元件在平行于底座方向的刚度；
外壳与所述底座相连接，用于将弹性元件包围在所述外壳的内部；
阻尼元件，填充于所述弹性元件与所述外壳之间，所述阻尼元件与所述弹性元件的接触面上存在空隙，所述空隙用于调整阻尼元件与弹性元件的接触面积，所述空隙在所述阻尼元件所占的体积比与所述阻尼元件的阻尼系数和弹性元件的刚度反比。
进一步地，所述弹性元件为至少两个金属片，所述金属片之间相互平行。
进一步地，所述金属片在垂直于底座方向的尺寸大于或等于金属片在平行于底座方向的尺寸5倍。
进一步地，所述阻尼元件的材料为金属丝，所述阻尼元件的形状为网状结构。
进一步地，所述每一个弹性元件包括弹性杆和杆件座；
所述弹性杆的一端镶嵌入所述底座的通孔内，另一端镶嵌入所述杆件座的通孔内。
进一步地，所述连接座包括卡帽和端盖；所述卡帽与所述端盖固连；所述端盖与所述杆件座连接。
进一步地，所述弹性杆为圆柱形合金棒，所述圆柱形合金棒在垂直于底座方向的尺寸大于或等于直径尺寸5倍。。
进一步地，所述底座和连接座的材料为金属材质。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)本发明提供的装置中的弹性元件在在平行于底座方向刚度较低，当两个结构件发生高频振动产生热变形，且二者热变形不一致时，或者当受到沿该方向的动力学载荷时，弹性元件发生交变变形，带动阻尼元件发生变形，消耗振动能量，具有较高的阻尼比，可有效降低结构的应力学响应。
(2)本发明提供的装置中的弹性元件上下两端是固连的形式，并且在垂直于底座方向的刚度较高，因此在结构件发生高频振动时，上下两端的结构件的相对位移是靠弹性元件在平行于底座方向的弹性实现的，竖直方向上的相对位移较小，减少了柔性结构件的相对位移，进而降低结构件产生的结构应力。并且在相对位移结束后，弹性元件能够恢复至初始形状，从而保证结构件精确回到零位。
(3)本发明中的各器件采用全金属材料制成，因此具有良好的空间环境适应能力，长期在轨服役条件下，力学性能较为稳定。
附图说明
图1是本发明提供的高阻尼热变形释放装置的组成示意图；
图2是本发明提供的高阻尼热变形释放装置的分解图；
图3是本发明提供的另一种高阻尼热变形释放装置的组成示意图；
图4是本发明提供的另一种高阻尼热变形释放装置的分解图。
具体实施方式
下面结合图1-图4对本发明提供的装置进行详细阐述，本发明涉及的高阻尼热变形释放装置，包括底座1，弹性元件2，外壳3，阻尼元件4，连接座5。其中，底座1和连接座5为金属材质的平板。所述弹性元件2的下端与所述底座1固连，所述弹性元件2与所述底座1垂直，所述弹性元件2的上端与所述连接座5固连，所述弹性元件2在垂直于底座1方向的刚度大于所述弹性元件2在平行于底座1方向的刚度，所述外壳3与所述底座1相连接，将弹性元件2包围在所述外壳3的内部；所述阻尼元件4，填充于所述弹性元件2与所述外壳3之间，所述阻尼元件4与所述弹性元件2的接触面上存在空隙，所述空隙用于调整阻尼元件4与弹性元件2的接触面积，所述空隙在所述阻尼元件4所占的体积比与所述阻尼元件4的阻尼系数和弹性元件2的刚度成反比。
其中，若空隙在所述阻尼元件4所占的体积比由0％增加为15％时，此时，弹性元件2的刚度变为原有刚度的45％，阻尼器件4的阻尼系数变为原有阻尼系数的40％。弹性元件2在垂直于底座1方向的刚度可以大于或等于所述弹性元件2在平行于底座4方向的刚度10倍；阻尼元件4由细金属丝支撑，将细金属丝编制成网，然后填入模具模压成形。
进一步地，弹性元件2可以由两个以上薄金属片组成，所述金属片之间相互平行，此时，装置示意图可以如图1和图2所示，其中，所述金属片在垂直于底座1方向的尺寸大于或等于金属片在平行于底座1方向的尺寸5倍。
进一步地，每一个弹性元件2还可以由弹性杆21和杆件座22组成，此时，所述连接座5包括卡帽51和端盖52，装置示意图可以如图3和图4所示：弹性杆21具体可以为4个等长的圆柱形NiTi合金棒，所述圆柱形合金棒在垂直于底座1方向的尺寸大于或等于直径尺寸5倍，每个圆柱靠近两端的部位各切有一组开槽，将圆柱局部切为薄片状，两端的薄片厚度方向平行。底座1上开有4个孔，弹性杆21镶嵌入这4个孔内。杆件座22上也开有4个小孔，弹性杆21的另一端镶嵌入杆件座22的4个小孔内。阻尼元件4上有4个通孔，可将弹性杆21穿过。卡帽51和端盖52固连，卡帽51将阻尼元件4压紧，端盖52与杆件座22连接，并伸出外壳外部。
下面对本发明提供的装置的工作原理进行详细阐述：在使用本装置时，将底座1与结构件A连接，将连接至结构件A的结构件B固定在连接座5或者连接座5的端盖52上。则当两个结构件发生沿平行于底座1方向的热变形，且二者热变形不一致时，弹性元件2发生弹性变形，由于弹性元件2在平行于底座1方向的刚度较低，变形形成的作用力也较小，可避免使两个结构件产生较高的应力。当热载荷消失后，弹性元件2恢复至初始形状。由于弹性元件2在垂直于底座1方向刚度远大于在平行于底座1方向的刚度，因此具有较高的刚度和力学稳定性，可有效传递两个结构件之间的力学载荷，并保持其相对位置。当受到沿平行于底座1方向的动力学载荷时，弹性元件2发生交变变形，带动阻尼元件4发生变形，消耗振动能量，具有较高的阻尼比，可有效降低结构的力学响应。

Claims (8)

1.一种高阻尼热变形释放装置，其特征在于，所述装置包括：底座(1)、弹性元件(2)、外壳(3)、阻尼元件(4)、连接座(5)；
弹性元件(2)的下端与所述底座(1)固连，所述弹性元件(2)与所述底座(1)垂直，所述弹性元件(2)的上端与所述连接座(5)固连，所述弹性元件(2)在垂直于底座(1)方向的刚度大于所述弹性元件(2)在平行于底座(1)方向的刚度；
外壳(3)与所述底座(1)相连接，用于将弹性元件(2)包围在所述外壳(3)的内部；
阻尼元件(4)，填充于所述弹性元件(2)与所述外壳(3)之间，所述阻尼元件(4)与所述弹性元件(2)的接触面上存在空隙，所述空隙用于调整阻尼元件(4)与弹性元件(2)的接触面积，所述空隙在所述阻尼元件(4)所占的体积比与所述阻尼元件(4)的阻尼系数和弹性元件(2)的刚度成反比。
2.根据权利要求1所述的高阻尼热变形释放装置，其特征在于，所述弹性元件(2)为至少两个金属片，所述金属片之间相互平行。
3.根据权利要求2所述的高阻尼热变形释放装置，其特征在于所述金属片在垂直于底座(1)方向的尺寸大于或等于金属片在平行于底座(1)方向的尺寸5倍。
4.根据权利要求3所述的高阻尼热变形释放装置，其特征在于，所述阻尼元件(4)的材料为金属丝，所述阻尼元件(4)的形状为网状结构。
5.根据权利要求1所述的高阻尼热变形释放装置，其特征在于，所述弹性元件(2)包括弹性杆(21)和杆件座(22)；
所述弹性杆(21)的一端镶嵌入所述底座(1)的通孔内，另一端镶嵌入所述杆件座(22)的通孔内。
6.根据权利要求5所述的高阻尼热变形释放装置，其特征在于，所述连接座(5)包括卡帽(51)和端盖(52)；
所述卡帽(51)与所述端盖(52)固连；
所述端盖(52)与所述杆件座(22)连接。
7.根据权利要求5所述的高阻尼热变形释放装置，其特征在于，所述弹性杆(21)为圆柱形合金棒，所述圆柱形合金棒在垂直于底座(1)方向的尺寸大于或等于直径尺寸5倍。
8.根据权利要求1所述的高阻尼热变形释放装置，其特征在于，所述底座(1)和连接座(5)的材料为金属材质。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2005242175A1 (en) * 2004-12-08 2006-06-22 Salomon S.A. Board for gliding on water having a braced core
CN200971942Y (zh) * 2006-09-27 2007-11-07 高昱 组合、模块化减振器
CN101725482A (zh) * 2009-12-30 2010-06-09 洛阳双瑞橡塑科技有限公司 一种风力发电机齿轮箱用阻尼复合型变刚度减振支撑
CN202627441U (zh) * 2012-07-11 2012-12-26 中国人民解放军总参谋部工程兵科研三所 快速装配制式隔震地板
CN104373494A (zh) * 2014-10-11 2015-02-25 清华大学 一种多自由度金属橡胶阻尼器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2005242175A1 (en) * 2004-12-08 2006-06-22 Salomon S.A. Board for gliding on water having a braced core
CN200971942Y (zh) * 2006-09-27 2007-11-07 高昱 组合、模块化减振器
CN101725482A (zh) * 2009-12-30 2010-06-09 洛阳双瑞橡塑科技有限公司 一种风力发电机齿轮箱用阻尼复合型变刚度减振支撑
CN202627441U (zh) * 2012-07-11 2012-12-26 中国人民解放军总参谋部工程兵科研三所 快速装配制式隔震地板
CN104373494A (zh) * 2014-10-11 2015-02-25 清华大学 一种多自由度金属橡胶阻尼器

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