[发明专利]具有多稳态磁耦合非线性能量阱装置及多稳态磁耦合方法

说明书

本发明提出了一种具有多稳态磁耦合非线性能量阱装置及多稳态磁耦合方法，该装置包括支座导轨，支座导轨沿Y向延伸并滑动连接支座滑台；支座滑台上固定一支座；支座上设置弹性组件；第一直线导轨和第二直线导轨沿X向延伸，第一直线导轨上滑动连接至少一个短导轨；短导轨上滑动连接一短导轨滑台，短导轨滑台上固定一磁铁组件，磁铁组件包括一磁铁；第二直线导轨上滑动连接一滑台，滑台与弹性组件连接；滑台上固定一磁铁振子组件，磁铁振子组件包括一振子磁体；第二直线导轨内设置与滑台接触的摩擦层。本发明将弹簧的非线性恢复力与磁铁力相耦合，可实现单稳态、双稳态、三稳态及以上的多稳态情况，增加了吸振频带。

技术领域

本发明属于减振耗能装置，特别是涉及一种具有多稳态磁耦合非线性能量阱装置及多稳态磁耦合方法。

背景技术

非线性能量阱装置由于其具有靶能量传递的特性，在航空中将其用来作为一种吸振耗能的装置，由于这种装置具有减振频带宽、吸振耗能效率高以及质量小等优点，已经逐渐尝试在土木工程领域中应用。

现有的非线性能量阱装置(NES)，其主要结构是由弹簧、振子以及阻尼器构成。其中弹簧是由一对刚度和长度都相等的弹簧组成，阻尼器大多采用的是碰撞阻尼或者摩擦阻尼。非线性能量阱装置(NES)可通过设置弹簧的拉压情况可实现单稳态和双稳态，但三稳态及以上的多稳态相对较难实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有多稳态磁耦合非线性能量阱装置及多稳态磁耦合方法，该装置将弹簧的非线性恢复力与磁铁力相耦合，使得该装置可以实现单稳态、双稳态、三稳态及以上的多稳态情况，增加该装置的吸振频带。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种具有多稳态磁耦合非线性能量阱装置，包括：

基底承台板；

支座导轨，沿Y向延伸并固定于所述基底承台板，所述支座导轨上滑动连接一支座滑台；所述支座滑台上固定一支座；所述支座上设置一弹性组件；

第一直线导轨，沿X向延伸并固定于所述基底承台板，所述第一直线导轨上滑动连接至少一个短导轨；每个所述短导轨均沿Y向延伸；每个所述短导轨上滑动连接一短导轨滑台，所述短导轨滑台上固定一磁铁组件，所述磁铁组件包括一磁铁；

第二直线导轨，沿X向延伸并固定于所述基底承台板，所述第二直线导轨设置于所述第一直线导轨和支座导轨之间；所述第二直线导轨上滑动连接一滑台，所述滑台与弹性组件连接；所述滑台上固定一磁铁振子组件，所述磁铁振子组件包括一振子磁体；所述第二直线导轨内设置与滑台接触的摩擦层。

优选地，所述磁铁组件还包括一固定于所述短导轨滑台上的磁铁块连接板，所述磁铁固定于所述磁铁块连接板；所述磁铁振子组件还包括一固定于滑台上的振子连接板，所述振子磁体固定于所述振子连接板。

优选地，所述弹性组件包括依次连接的前连接板、前导管、后导管和后连接板；所述前导管的外径大于所述后导管的外径；所述前连接板铰接于所述支座，所述后连接板铰接于所述振子连接板；所述前连接板和后连接板之间设置一弹簧，所述弹簧套设于所述前导管和后导管上。

优选地，所述支座滑台上安装一支座滑台锁紧螺栓，所述支座滑台上开设与所述支座滑台锁紧螺栓配合的螺纹孔。

优选地，所述滑台包括一滑台板和固定于所述滑台板底部的滑轮组轴承；所述滑轮组轴承与所述第二直线导轨配合；所述滑台板上安装一滑台调节螺栓；所述滑台调节螺栓与所述第二直线导轨接触。

优选地，所述短导轨上安装一长导轨锁紧螺栓，所述短导轨滑台上安装一短导轨锁紧螺栓；所述第二直线导轨上开设与长导轨锁紧螺栓配合的螺纹孔、与短导轨锁紧螺栓配合的螺纹孔。

优选地，所述底承台板、第一直线导轨、第二直线导轨、弹性组件、支座、支座导轨、支座滑台、短导轨、短导轨滑台均采用非磁性材料制作。