[发明专利]一种具有内共振的两自由度X形结构实验装置

说明书

一种具有内共振的两自由度X形结构实验装置，属于机械实验装置技术领域，本发明为了解决现有实验装置无法对多种内共振情况下的减振特性进行有效实验的问题，本发明提供一种具有内共振的两自由度X形结构实验装置，通过更换不同长度的连接杆，从而可以研究在内共振情况下连接杆长度对两自由度X形结构的振动特性的影响，通过改变附加质量或弹簧刚度的大小，调节系统处于不同的内共振情况，从而可以研究讨论在不同内共振情况下的振动特性，可以装配不同刚度的弹簧，从而使系统在内共振状态不变的情况下处于不同的初始安装角度，从而研究初始安装角度大小对X形结构的振动特性的影响。

技术领域

本发明属于机械实验装置技术领域，具体涉及一种具有内共振的两自由度X形结构实验装置。

背景技术

在科学技术与工程实际中，机械结构的振动是不可避免的现象。内共振是典型的非线性振动现象，涉及内共振的非线性动力系统的隔振问题多考察了达芬型刚度系统和装置刚性假设的非线性隔振系统的动力学响应，刚度非线性能够在系统模态间引起耦合。如1:1内共振混合模态的周期性响应会出现与现行和非线性模态共存的现象。需要指出的是在非线性多自由度系统的振动中，内共振现象是普遍存在的，一般情况下，N自由度非线性系统的派生系统具有N个固有频率，当他们中的某一对之比为整数n时，系统的n次非线性项就可能导致内共振发生。同时内共振还存在能量传递的现象，因此可以考虑对于需要减振的主系统，通过调节附加质量与刚度来使得系统处于内共振状态，从而将主系统的振动能量传递到附加系统上，以达到减振的效果。

对于X形结构的实验研究已有一些，但多为周期性排列的结构且以结构设计为主，而对具体结构内共振情况下的振动特性分析方面的实验研究很少。利用X形结构动力学实验可以对比验证解析和数值方法的结论，同时实验方法也可对于实际应用提出一定的研究方向可行性。本发明从理论上已讨论发现其存在多种内共振情况，如1:1,1:2,1:3,2:1,3:1内共振。因此本发明可以根据主体结构的质量设计附加质量或连接弹簧的刚度从而达到不同内共振状态，对于实验教学可以通过调节质量和刚度来分析讨论不同内共振条件下的振动特性，研究讨论不同内共振情况下的减振情况。

发明内容

本发明为了解决现有实验装置无法对多种内共振情况下的减振特性进行有效实验的问题，进而研发一种具有内共振的两自由度X形结构实验装置；

一种具有内共振的两自由度X形结构实验装置，所述实验装置包括底座、一号连接块、二号连接块、三号连接块、四号连接块、主质量块、辅助质量块、一号隔振单元和二号隔振单元；

所述一号连接块设置在底座上，且一号连接块与底座通过连接件固定连接，二号连接块设置在一号连接块的正上方，一号隔振单元设置在一号连接块和二号连接块之间，且一号隔振单元通过一号铰接轴与一号连接块铰接，一号隔振单元通过二号铰接轴与二号连接块铰接，三号连接块设置在二号连接块的正上方，主质量块设置在二号连接块和三号连接块之间，且主质量块的底端通过连接件与二号连接块拆卸连接，主质量块的顶端通过连接件与三号连接块拆卸连接，四号连接块设置在三号连接块的正上方，二号隔振单元设置在三号连接块和四号连接块之间，且二号隔振单元通过三号铰接轴与三号连接块铰接，一号隔振单元通过四号铰接轴与四号连接块铰接，辅助质量块设置在四号连接块的正上方；

进一步地，所述一号连接块、二号连接块、三号连接块和四号连接块的结构相同；

进一步地，所述一号连接块包括支撑块，支撑块的上表面上沿支撑块长度方向的中心线对称设有两个连接耳，每个连接耳与支撑块的上表面一体成型设置，每个连接耳上加工有一个连接通孔，且两个连接通孔同轴设置，支撑块的上表面上沿支撑块宽度方向的中心线对称设有两个装配孔，且两个装配孔的轴线均位于支撑块宽度方向的中心线上；

进一步地，所述底板沿长度方向的中心线对称加工有两个螺纹安装孔，且每个螺纹安装孔与一号连接块上的一个装配孔同轴对应设置；

进一步地，所述一号隔振单元与二号隔振单元的结构相同；