CN109404460B - 一种磁性约束下的组合叠层摩擦阻尼吸振器 - Google Patents

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Abstract

本申请公开一种磁性约束下的组合叠层摩擦阻尼吸振器，包括摩擦叠层、基板、永磁体、固定槽、弧形基板、钢丝和质量块，所述摩擦叠层的内部为空腔，所述基板的板体嵌入所述空腔的内部，在所述摩擦叠层的表面固定设有若干块所述永磁体，在所述基板的头端设有所述弧形基板，所述弧形基板的两端端点之间通过所述钢丝连接，在所述钢丝的中部固定有所述质量块；在所述摩擦叠层的尾端开设有向内凹陷的所述固定槽。本申请能够在特殊条件下表现出较强的吸振和减振效果，利用立方刚度的弹簧质量振子和多层柔性悬臂梁结构替代传统动力吸振器，具有较宽的匹配频率，可以较好地适应随机的振动频率，能够大幅度地耗散被影响设备传输到该组合结构的振动能量。

Description

一种磁性约束下的组合叠层摩擦阻尼吸振器
技术领域
本公开一般涉及吸振器，具体涉及一种磁性约束下的组合叠层摩擦阻尼吸振器。
背景技术
安装在运动平台或设施上的各类设备总是处于振动环境中，在大多数情况下，振动是有害的，它会引起机械机构的动态变形和交变应力，这些变形和应力会使设备结构疲劳和内部组件的破坏，缩短零部件或元器件的使用寿命，因此对设备及其内部组件进行主动或被动振动控制是一项必要工作。
按对振动源和被影响设备/组件的减振处理措施不同，振动控制可以分为抑制振源、隔振和消振或吸振三类。其中消振或吸振则是在被影响设备上附加特别的弹性-质量装置组成一个特殊主-从振动***，通过调谐弹性-质量装置固有频率，使它与被影响设备的固有频率之比满足特定值时，可以依靠该装置与被影响设备之间的动态作用力来吸收该振动***的动能，来降低被影响设备上的振动响应，实现减振。实际上，无论采取哪类减振措施，其主要目标都是消除或减弱设备及其组件在振动环境中发生的结构共振问题。
在随机振动环境中，机械设备始终受到宽段频的振动激励，实现机械设备的固有频率远离振动源频率的设计变得很困难。在目前机械设备被动减振设计实践中，主要还是采用调节结构刚度、表面粘贴粘弹性阻尼层减振、使用吸振器等措施，但是受机械部件布局、散热和安装等实际条件限制，前述的减振效果并不理想。
尽管传统的阻尼减振技术应用广泛，也存在很多不足，如粘弹性阻尼器的性能易受到腐蚀，温度等外界环境因素的影响，而且粘弹性材料也会因为老化、蠕变、脆裂等原因而引起阻尼性能下降。干摩擦阻尼技术易于实施，在恶劣环境下仍具有良好的减振效果，是当前科学研究的热点之一。针对上述所提到的问题，本方案提出了一种磁性约束下的组合叠层摩擦阻尼吸振器。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种磁性约束下的组合叠层摩擦阻尼吸振器。
第一方面，
根据本申请实施例提供的技术方案，一种磁性约束下的组合叠层摩擦阻尼吸振器，包括摩擦叠层、基板、永磁体、固定槽、弧形基板、钢丝和质量块，所述摩擦叠层的内部为空腔，所述基板的板体嵌入所述空腔的内部，在所述摩擦叠层的表面固定设有若干块所述永磁体，在所述基板的头端设有所述弧形基板，所述基板与弧形基板为一体式结构，所述弧形基板的两端端点之间通过所述钢丝连接，在所述钢丝的中部固定有所述质量块；在所述摩擦叠层的尾端开设有向内凹陷的所述固定槽。
本申请中，所述固定槽为U形槽。
本申请中，所述摩擦叠层和基板位于所述弧形基板的中部位置。
本申请中，所述摩擦叠层为两段式，分别为内层叠层和外层叠层，外层叠层套在所述内层叠层的外部，内层叠层的头端延伸至外层叠层的外部。
本申请中，在所述内层叠层和外层叠层的表面分别设有两块所述永磁体，且每块永磁铁(3)之间保持相同间距。
本申请的有益效果：能够在特殊条件下(极端温度、腐蚀条件、重载荷等)表现出较强的吸振和减振效果，利用立方刚度的弹簧质量振子和多层柔性悬臂梁结构替代传统动力吸振器，具有较宽的匹配频率，可以较好地适应随机的振动频率，能够大幅度地耗散被影响设备传输到该组合结构的振动能量。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本申请结构示意图；
图2为本申请俯视结构示意图。
图中标号：1.摩擦叠层、2.基板、3.永磁体、4.固定槽、5.弧形基板、6.钢丝、7.质量块、1.1.内层叠层、1.2.外层叠层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
请参考图1和图2，一种磁性约束下的组合叠层摩擦阻尼吸振器，包括摩擦叠层1、基板2、永磁体3、固定槽4、弧形基板5、钢丝6和质量块7，所述摩擦叠层1的内部为空腔，所述摩擦叠层1为两段式，分别为内层叠层1.1和外层叠层1.2，外层叠层1.2套在所述内层叠层1.1的外部，内层叠层1.1的头端延伸至外层叠层1.2的外部，所述基板2的板体嵌入所述空腔的内部，在所述摩擦叠层1的表面固定设有若干块所述永磁体3，在所述内层叠层1.1和外层叠层1.2的表面分别设有两块所述永磁体3。在所述基板2的头端设有所述弧形基板5，所述基板2与弧形基板5为一体式结构。所述摩擦叠层1和基板2位于所述弧形基板5的中部位置；所述弧形基板5的两端端点之间通过所述钢丝6连接，在所述钢丝6的中部固定有所述质量块7；在所述摩擦叠层1的尾端开设有向内凹陷的所述固定槽4，所述固定槽4为U形槽。
本吸振器是一种上下对称的多层悬臂梁结构，其基板2是结构钢(Q235)，摩擦叠层1为铝板(AL1060)，永磁体3为稀土永磁材料(NdFeB)，可为摩擦叠层1提供相应的法向约束和载荷，质量块7为结构钢(Q235)，钢丝6材料为弹簧钢(65Mn)。质量块7与弹簧钢共同组成具有立方刚度的弹簧质量振子，构成“能量吸收陷阱”，它能够吸收较宽频带的振动能量；摩擦叠层1与基板2构成阻尼单元，能够大幅度耗散由被影响设备(外部)传输到组合结构的振动能量。在传统的吸振器设计上实现了较大的突破，利用特定厚度的薄层与常规厚度的基体层构成组合结构，采用一端固定、在向自由端延伸的叠层上施加约束载荷的装配方法，通过调节磁性单元(永磁体或电磁体)的质量与位置，控制磁性载荷及其分布，能够在尺寸、压力分布和在摩擦接触设计上增加叠层之间的摩擦阻尼，从而使摩擦阻尼吸振器的性能和结构达到最优。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (3)

1.一种磁性约束下的组合叠层摩擦阻尼吸振器，其特征是：包括摩擦叠层(1)、基板(2)、永磁体(3)、固定槽(4)、弧形基板(5)、钢丝(6)和质量块(7)，所述摩擦叠层(1)的内部为空腔，所述基板(2)的板体嵌入所述空腔的内部，在所述摩擦叠层(1)的表面固定设有若干块所述永磁体(3)，在所述基板(2)的头端设有所述弧形基板(5)，所述基板(2)与弧形基板(5)为一体式结构，所述弧形基板(5)的两端端点之间通过所述钢丝(6)连接，在所述钢丝(6)的中部固定有所述质量块(7)；在所述摩擦叠层(1)的尾端开设有向内凹陷的所述固定槽(4)，所述摩擦叠层(1)为两段式，分别为内层叠层(1.1)和外层叠层(1.2)，外层叠层(1.2)套在所述内层叠层(1.1)的外部，内层叠层(1.1)的头端延伸至外层叠层(1.2)的外部，在所述内层叠层(1.1)和外层叠层(1.2)的表面分别设有两块所述永磁体(3)。
2.根据权利要求1所述的一种磁性约束下的组合叠层摩擦阻尼吸振器，其特征是：所述固定槽(4)为U形槽。
3.根据权利要求1所述的一种磁性约束下的组合叠层摩擦阻尼吸振器，其特征是：所述摩擦叠层(1)和基板(2)位于所述弧形基板(5)的中部位置。
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