[发明专利]一种两自由度非线性吸振装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种吸振装置，具体涉及一种两自由度非线性吸振装置。

背景技术

线性刚度吸振器主要应用于机械、电器设备等领域的减振和噪声控制，传统的线性刚度吸振器只在其固有频率处有效，对于不在其固有频率处的振动不能进行有效吸振。

发明内容

本发明为解决传统的线性刚度吸振器只在其固有频率处有效，对于不在其固有频率处的振动不能进行有效吸振的问题，进而提出一种两自由度非线性吸振装置。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明包括第一质量块、第二质量块、第一弹性弦、第二弹性弦、橡胶阻尼层、两个第一支撑架和两个第二支撑架，两个第一支撑架由上至下并排平行设置，第一弹性弦的两端分别各与一个第一支撑架连接，第一弹性弦的中部与第一质量块的一端固定连接，两个第二支撑架由上至下并排平行设置在第一质量块另一端的端面上，且每个第二支撑架沿长度方向的轴线与第一质量块另一端端面垂直，第二弹性弦的两端分别各与一个第二支撑架连接，第二质量块的一端端面与第一质量块另一端端面的中部连接，第二质量块的另一端与第二弹性弦的中部固定连接，橡胶阻尼层设置在第一质量块另一端端面与第二质量块一端端面之间。

本发明的有益效果是：本发明根据非线性动力学原理，含有立方刚度的非线性吸振器可有效的抑制结构的自由度振动或者强迫振动，大大降低结构的振动峰值，而且由于这种非线性吸振器没有特定的固有频率，可有效解决传统的线性被动吸振器只在其固有频率处有效的缺点。本发明结构简单，制作成本低，便于维护和更换，且对振动具有较好的抑制效果。

附图说明

图1是弹性弦的变形图，图2是本发明的整体结构示意图，图3是图2的右视图，图4是简化的连接待减振对象的非线性吸振器原理图，图5是不连接吸振器采用阻尼减振时待减振对象的振动幅频图，图6是连接吸振器后待减振对象的振动幅频图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图2和图3说明本实施方式，本实施方式所述一种两自由度非线性吸振装置包括第一质量块3、第二质量块4、第一弹性弦5、第二弹性弦6、橡胶阻尼层7、两个第一支撑架1和两个第二支撑架2，两个第一支撑架1由上至下并排平行设置，第一弹性弦5的两端分别各与一个第一支撑架1连接，第一弹性弦5的中部与第一质量块3的一端固定连接，两个第二支撑架2由上至下并排平行设置在第一质量块3另一端的端面上，且每个第二支撑架2沿长度方向的轴线与第一质量块3另一端端面垂直，第二弹性弦6的两端分别各与一个第二支撑架2连接，第二质量块4的一端端面与第一质量块3另一端端面的中部连接，第二质量块4的另一端与第二弹性弦6的中部固定连接，橡胶阻尼层7设置在第一质量块3另一端端面与第二质量块4一端端面之间。

本实施方式中第一弹性弦5与第一质量块3间采用胶黏结或螺丝压紧；第6弹性弦与第二质量块4间采用胶黏结或螺丝压紧。

具体实施方式二：结合图3说明本实施方式，本实施方式所述一种两自由度非线性吸振装置的第一质量块3与第一弹性弦5连接处的长度不超过第一弹性弦5弦长的十分之一，第二质量块4与第二弹性弦6连接处的长度不超过第二弹性弦6弦长的十分之一。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

工作原理

结合图1说明本发明所利用的实现立方刚度的原理如下：

x为弹性弦在力f下引起的位移，则力和位移的关系如下：

f＝kx[1-L(L²+x²)^-0.5]

k为线性刚度，L为弦长的二分之一。经泰勒展开，有

(L²+x²)^-1/2＝L^-1-x²/2/L³+3x⁴/8/L⁵+o(x⁶)

代入第一式，力和位移有如下关系

f＝kx³/2/L²+o(x⁵)＝EAx³/L³+o(x⁵)

E为弹性模量，A为截面面积。上式中f同x³成正比，可见该弹性弦在图3中位移方向具有立方刚度。

结合图1和图2说明本发明的工作原理：