[发明专利]颗粒阻尼吸振器

说明书

技术领域

本发明涉及一种振动被动控制装置，尤其涉及一种颗粒阻尼吸振器，属于阻尼减振技术领域。

背景技术

非阻塞性颗粒阻尼作为一种有效的阻尼技术，从上世纪90年代由Panossian首次提出至今得到了广泛的研究。颗粒阻尼技术具有对原结构的改动很小，可显著提高结构的阻尼，适用于恶劣环境，减振频带宽，减振性能不会随时间而降低等优点。对于颗粒阻尼的应用，人们往往是在原有结构上加工一定数量的孔洞或是直接利用原结构本身具有的空腔结构，将阻尼颗粒填充其中形成阻尼器；同时也可针对具体结构设计独立的颗粒阻尼器，如中国专利ZL 201010018341.3号中所揭示的阻尼器。以上这些应用方式都取得了很好的振动控制效果，但由于颗粒自身的耗能特点（通过颗粒与颗粒以及颗粒与容器内壁之间摩擦和碰撞耗能），当颗粒阻尼器处于较强烈振动（振动加速度幅值                                                ）时，其中的阻尼颗粒产生相对运动和摩擦（类似流体，称为液态），从而产生较大的阻尼效应。而当处于微振动状态时（振动加速度幅值），阻尼颗粒相对于容器静止，其作用相当于一块附加质量（称为固体状态或固态），此时颗粒阻尼器基本不提供阻尼效应，这一特点在很大程度上限制了颗粒阻尼技术在微小振动控制中的应用。

此外，颗粒阻尼自身的特点使其非常适合用于航天结构的振动控制，但在无重力的太空环境中，阻尼颗粒会松散的悬浮于颗粒容器的中央而无法发挥阻尼效果，这一特点同样限制了颗粒阻尼技术在航天结构中的应用。

因此，确有必要对现有技术进行改进以解决现有技术之不足。

发明内容

本发明提供一种颗粒阻尼吸振器，其为基于动力吸振器和颗粒阻尼技术的新型的振动被动控制装置，能够弥补颗粒阻尼技术在微振动和太空零重力环境中的不足，可使主结构在地面微振动、强烈振动以及太空失重状态下的振动水平都能得到有效抑制。

本发明采用如下技术方案：一种颗粒阻尼吸振器，其包括阻尼颗粒、装有所述阻尼颗粒的颗粒阻尼容器及连接设置于所述颗粒阻尼容器上方的弹簧片，所述颗粒阻尼容器包括壳体及固定于所述壳体上的顶盖，所述颗粒阻尼吸振器还包括有将所述弹簧片与所述颗粒阻尼容器连接于一起的第一螺杆和第一螺母。

所述弹簧片中间开孔，所述颗粒阻尼吸振器还包括有穿设于所述开孔中的第二螺杆。

所述颗粒阻尼吸振器还包括有扰动器，所述扰动器包括扰动杆及扰动丝，所述扰动丝焊接于所述扰动杆表面，或插入所述扰动杆内部。

所述第二螺杆的末端延伸至所述颗粒阻尼容器内部，且所述第二螺杆延伸的部分作为所述扰动器的扰动杆。

所述弹簧片为矩形、十字形或圆形结构形式的金属薄片。

所述阻尼颗粒容器为圆柱体形、立方体形结构。

所述扰动丝为细钢丝，所述扰动丝的截面直径小，横向刚度大。

本发明具有如下有益效果：

（1）本发明颗粒阻尼吸振器弥补了颗粒阻尼器在微振动环境和太空零重力环境中无阻尼效果的缺陷，拓宽了颗粒阻尼技术的应用范围；

（2）本发明颗粒阻尼吸振器结构形式简单，可安装于主结构空腔内部节省空间，或简单悬挂于主结构上。

附图说明

图1为本发明颗粒阻尼吸振器的结构示意图。

图2为本发明颗粒阻尼吸振器附加扰动器的结构示意图。

图3为本发明颗粒阻尼吸振器附加扰动器的另一结构示意图。

图4为本发明颗粒阻尼吸振器中弹簧片的结构示意图。

图5为本发明颗粒阻尼吸振器中顶盖的结构示意图。

其中：

1-弹簧片；2-顶盖；3-壳体；4-第二螺杆；5-第二螺母；6-阻尼颗粒；7-扰动杆；8-扰动丝；9-主结构；10-第一螺杆；11-第一螺母；1-A-矩形弹簧薄片；1-B-十字形弹簧薄片；1-C-圆形镂空弹簧薄片；2-A-圆形顶盖；2-B-方形顶盖。

具体实施方式

请参照图1至图3并结合图4至图5所示，本发明颗粒阻尼吸振器包括壳体3、按一定比率填充于壳体3中的阻尼颗粒6，顶盖2用螺钉紧固于壳体3上，顶盖2及壳体3构成了颗粒阻尼吸振器的颗粒阻尼容器。第一螺杆10和第一螺母11将弹簧片1与颗粒阻尼容器连接起来；所述弹簧片1中间开孔，穿设于开孔中的第二螺杆4将弹簧片1与主结构9固定，并用第二螺母5固定，进而使颗粒阻尼吸振器悬挂于主结构9空腔内部或主结构9外部，这里的主结构9是指要求减振的目标系统，如机械设备、航天结构等。