[发明专利]一种拟零刚度隔振装置

说明书

本发明公开了一种拟零刚度隔振装置。本发明主要由上盖板、滑轮组、形状记忆合金丝、工作平台、柔性薄膜，流体介质装置等部件组成。本发明提出的拟零刚度隔振装置，采用具有滞回曲线宽度极窄特点的形状记忆合金丝作为弹性元件，通过对形状记忆合金丝的预处理，使其工作在超弹性工作区间。在此超弹性工作区间，形状记忆合金丝应变无论增大或减少引起的恢复力基本保持不变，因此形状记忆合金丝可以取得基本不变的静刚度和基本为零的动刚度。以形状记忆合金丝为弹性元件的装置，可以有效的隔离超低频振动。

技术领域

本发明涉及拟零刚度隔振装置，更准确地说，是一种以形状记忆合金丝超弹性机理为依据的隔振装置。

背景技术

隔振装置可以有效地隔离机械设备上的振动，减少振动噪声产生的有害影响，因此是船舶、车辆以及工程机械等设备的重要组成部分。集成度越来越高的芯片生产工艺需要越来越精密的隔振平台，以对地球的脉动，潮汐引力等引起的低频微幅振动有效进行隔离。在舰船工业中，长期以来浮筏隔振技术已经能够十分有效的隔离舰艇的高频振动，但对低频振动没有很好的隔离办法，低频振动能否控制好，已经成为潜艇发展的瓶颈。除此之外，汽车座椅上的低频振动会增大驾驶员患腰背部疾病的概率，给他们带来身体和精神上的伤害，但一直以来，动激励的隔离和抑制，都是难以解决的问题。

发明内容

本发明针对现有低频隔振技术的不足，提出了一种基于形状记忆合金丝超弹性效应的新型拟零刚度隔振装置。本发明提出的拟零刚度隔振装置，采用形状记忆合金丝作为弹性元件，通过对形状记忆合金丝的预拉伸处理，使其工作在超弹性工作区间。在此超弹性工作区间，形状记忆合金丝较大的变形引起的恢复力基本保持不变，因此形状记忆合金隔振装置可以取得超低动刚度。以形状记忆合金丝为弹性元件的隔振装置，可以有效隔离低频的振动。

为了实现上述要求，本发明所采取的技术方案是：本发明提出的拟零刚度隔振装置主要由上盖板、滑轮组、形状记忆合金丝、工作平台、柔性薄膜（波纹管），流体介质装置等部件组成。

所述流体介质装置两端分别为一箱体，中间相通。左端箱体上侧与工作平台相连接，右端箱体上侧与上盖板相连接，连接处采用柔性薄膜连接，柔性薄膜具有良好伸缩性。工作平台与上盖板面积比为10:1（可根据需要调整）。装置内部为流体（气体，液体均可，根据需要选择）。

所述工作平台上放置需要隔振的动力装置等振源。

所述上盖板装置与流体介质装置右端箱体通过柔性薄膜相连。上盖板两侧分别固定滑轮组。

所述滑轮组左右两侧各三组，分别固定于上盖板、流体介质装置右端箱体上部、底部，每侧的三组滑轮组之间以形状记忆合金丝缠绕。最底部滑轮组处安装摇柄，对形状记忆合金丝进行预拉伸处理。滑轮组数及合金丝缠绕圈数可根据激振力大小进行选择控制。

所述形状记忆合金丝必须工作在超弹性工作区内。

此拟零刚度隔振装置主要具有很高的静态支撑刚度和基本为零的动态振动刚度。相比于传统隔振方式，可以有效的使隔振系统的固有频率基本为零，下面详细描述如何实现上述特点：

当振源静止没有振动时，流体介质装置中充满流体，通过摇柄对缠绕在滑轮组之间的形状记忆合金丝进行预拉伸，预拉伸后形状记忆合金丝受到应力作用，使上盖板受到向下的拉力，挤压流体，产生压强。因工作平台的面积是上盖板面积的数十倍，所以相同的压强下，工作平台所受支持力是合金丝所受应力的数十倍，合金丝缠绕的圈数可以根据振源的质量进行选择控制。这样，合金丝较小的应力可以支持较大重量的振源，利于合金丝充分作用于超弹性区域。调节合金丝预拉伸量，使得工作平台底面所受的作用力与振源重量相等，以支撑振源质量。这样就可以很好的保证其静态下的支撑刚度。无需精密调节装置，就可以保证其在静止状态下的支撑稳定性。