[发明专利]一种非线性弹性波超材料隔振装置

说明书

本发明提供了一种非线性弹性波超材料隔振装置。该装置包括：导轨、振动传导轴、螺杆、刚性球状颗粒和不锈钢压簧。导轨为带沟槽的金属结构，放置在平台上，导轨的沟槽的两端与振动传导轴粘合固定连接，在导轨的沟槽中在竖直平面上交错叠加单排或多排刚性球状颗粒，组成多层刚性球状颗粒的周期结构。螺杆穿过振动传导轴中的孔洞，通过螺母、垫片与不锈钢压簧接触，螺杆还与最下一排刚性球状颗粒接触。本发明的装置采用由上层颗粒引起的水平压力分量，产生了周期结构内部的轴向载荷，达到灵活调节特定频率隔振降噪的效果，具有便于调节振动与波动禁带的优点，可以用于需要抑制特定频率弹性波与振动的情况，可实现高频段振动抑制的非线性隔振降噪。

技术领域

本发明涉及人工弹性波超构材料技术领域，尤其涉及一种具有外部载荷调节功能的非线性弹性波超材料隔振装置。

背景技术

从20世纪90年代开始，基于对弹性波在结构/材料中的行为进行调控的需求，弹性波与振动在周期结构传播特性的研究引起了广泛的关注，弹性波超材料具有弹性波和振动的禁止传播频率带隙，因此可应用于机械工程、土木工程、航空航天等隔振降噪领域中。

人工周期结构弹性波超材料存在带隙特性，带隙频率范围内的弹性波传播被有效抑制。利用周期结构的带隙特性和通带特性实现减振效果，相对于传统减振系统，周期结构能够在满足结构力学性能的条件下，实现减震性能，对于机械结构减振设计具有重要意义。

高频振动可对电子高精度仪器等产生较大扰动，影响数据采集质量与仪器寿命。以往的隔振装置多为吸收振动的柔性连接，不能满足较高支撑强度下的隔振问题。

发明内容

本发明的实施例提供了一种非线性弹性波超材料隔振装置，以克服现有技术的问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种非线性弹性波超材料隔振装置，包括：导轨、振动传导轴和刚性球状颗粒；

所述导轨为带沟槽的金属结构，放置在平台上，所述导轨的沟槽的两端与振动传导轴粘合固定连接，在所述导轨的沟槽中在竖直平面上交错叠加单排或多排刚性球状颗粒，组成多层刚性球状颗粒的周期结构。

优选地，所述装置还包括：螺杆和不锈钢压簧；

每个振动传导轴都设置有孔洞，所述孔洞的直径与螺杆直径一致，所述孔洞的中心与最下一排刚性球状颗粒的中心同轴，所述螺杆穿过所述孔洞通过螺母、垫片与所述不锈钢压簧接触，所述螺杆还与最下一排刚性球状颗粒接触，所述不锈钢压簧的末端与靠近内侧的振动传导轴接触。

优选地，在所述导轨的沟槽中以每排递减一个的次序以等边三角形金字塔式垂直叠放刚性球状颗粒，除底层一排刚性球状颗粒外，每个刚性球状颗粒在重力作用下位于其下一排两个刚性球状颗粒中间的上方。

优选地，所述导轨为铝合金材质的槽铝标准件，所述导轨的内径与所述刚性球状颗粒的直径一致。

优选地，所述振动传导轴为螺杆。

优选地，所述螺杆为双头M5螺杆。

优选地，所述刚性球状颗粒为轴承钢珠。

优选地，所述不锈钢压簧为304不锈钢压簧。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例的装置采用由上层颗粒引起的水平压力分量，产生了周期结构内部的轴向载荷，达到灵活调节特定频率隔振降噪的效果，较旧型颗粒状非线性隔振降噪装置具有便于调节振动与波动禁带的优点，可以用于需要抑制特定频率弹性波与振动的情况，可实现高频段振动抑制的非线性隔振降噪。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明