[发明专利]一种隔振抗冲装置及其制作方法

说明书

本发明公开了一种隔振抗冲装置包括上面板和下面板，在所述上面板和所述下面板之间设有相连接的多层负刚度窝芯，所述多层负刚度蜂窝芯中设有相连接的组合件。该装置应用了负刚度蜂窝结构能量吸收性能、周期结构的阻带机制、声子晶体局域共振、阻抗失配和波型转换机制，具有高水平的抗压强度，能够吸收来自机器或基础的振动、冲击能量。可以通过结构不同部件尺寸、质量等参数，实现指定频率的减振，特别是在低频段能够形成较宽的减振带隙，具有良好的低频减振效果。本发明还公开了上述隔振抗冲装置制作方法。

技术领域

本发明涉及一种隔振抗冲装置及其制作方法，特别涉及一种声子晶体负刚度蜂窝隔振抗冲装置及其制作方法，属于隔振、抗冲击技术领域。

背景技术

随着舰船科技的快速发展，舰船相关规范不断更新，振动噪声要求越来越高。舰船动力设备正常工作时，往往会产生较大的结构振动和辐射噪声，影响舰船的舒适性和低探测性。而船舶及动力设备大型化发展趋势，造成船体结构固有频率及机器激励频率随之降低，动力设备的激励更容易造船船体结构振动和辐射噪声的传播。

当前针对船舶动力系统减振设计方法主要是采取隔振技术，目前较多采用的是双层隔振、浮筏隔振，将动力设备通过隔振器安装在中间质量或中间筏体上，然后将中间质量或中间筏体通过隔振器弹性安装在基座上，可以一定程度上降低船舶振动噪声。船舶动力设备隔振所需要面对的主要问题在低频段振动不易降低，为了降低低频振动，往往将隔振系统固有频率控制在一个较小的值。隔振器刚度必须将设计的很小，动力系统容易发生振幅过大等不稳定问题；中间质量或筏体设计的很重，提高了隔振系统的制造成本。因此在隔振系统尺寸、重量等参数限定条件下，传统常规隔振系统设计已经很难满足舰船越来越高的隔振指标要求。

除了采用隔振系统，通过对支承动力系统的基座进行减振设计，也是降低船舶结构振动的经济有效的途径。对基座的减振性能设计既要求其支承动力设备重量，也要求具有减振效果。常规基座的减振性能设计是通过改变基座自身结构形式和尺寸实现减振效果，即在有限结构质量下提升基座减振效果，现有常规基座的减振设计对中高频振动的衰减具有一定的效果，而对于低频振动衰减效果不理想。常规减振基座结构设计已经无法满足船舶低频段的减振性能要求。

申请号为2017101083025.8的专利公开了一种三维负刚度蜂窝结构及其制作方法，通过制作嵌片并将嵌片锁到一起，制成了三维负刚度蜂窝结构，具有高初始刚度、可恢复性的能量吸收强等特点，主要用于航空航天领域。该发明解决了现有普通蜂窝结构通过塑性变形吸收能量，限制了能量吸收，且普通蜂窝结构的不可恢复性，也限制了蜂窝结构的重复使用的问题。但是该三维负刚度蜂窝结构制作方法复杂，经济性较低，不利于船舶领域的推广使用；而且该结构支承能力弱，容易出现受力不均而造成局部变形过大的问题，船舶动力设备的往往需要支承装置有较大承载。因此该结构仅仅适用于航空航天领域，不适用于船舶设备隔振、抗冲领域。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的技术问题和缺陷，为实现舰船动力设备低频范围的减振，本发明提供了一种声子晶体负刚度蜂窝隔振抗冲装置。

为达到上述目的，本发明实现目的所采取的技术方案为：

一种隔振抗冲装置，包括上面板和下面板，在所述上面板和所述下面板之间设有相连接的多层负刚度窝芯，所述多层负刚度蜂窝芯中设有相连接的组合件。

进一步，所述多层负刚度蜂窝芯由若干个负刚度蜂窝胞元在水平方向和垂直方向上周期性排列，形成多层波浪状周期结构；所述负刚度蜂窝胞元在垂直方向上由镜像连接的余弦型双层波浪板叠加形成，所述余弦型双层波浪板的两端通过一对竖板连接。

进一步，所述组合件包括质量块连接在所述质量块两侧的两块弹性板，所述组合件通过嵌入或粘接方式与所述多层负刚度蜂窝芯连接，两块所述弹性板分别嵌入或粘接到所述负刚度蜂窝胞元的一对所述竖板，并且所述质量块的延伸方向与所述多层负刚度蜂窝芯纵深方向平行。