[发明专利]一种局域共振型声子晶体减振装置及设备

说明书

本发明涉及一种局域共振型声子晶体减振装置及设备，包括架体，架体内部设置有声子晶体，声子晶体的振子设置有质心调节件，质心调节件与安装在架体的升降机构连接，通过质心调节件调节振子的质心位置以实现声子晶体带隙的调节，采用本发明的减振装置结构简单，且带隙调整范围广，调整次数多。

技术领域

本发明涉及振动抑制技术领域，具体涉及一种局域共振型声子晶体减振装置及设备。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

声子晶体是一种人工周期结构，由于可以产生阻止弹性波传播的带隙，凭借这一特殊的物理特性声子晶体在减振领域有着良好的应用前景。在特定频率范围弹性波无法传播，这个频率范围就是声子晶体的带隙。声子晶体根据其带隙产生原理可以分为Bragg散射型声子晶体以及局域共振型声子晶体。Bragg散射型声子晶体的带隙频率与晶格常数为相同数量级，因此为了获得低频带隙就需要较大的尺寸。而局域共振型声子晶体是由于结构内具有集中质量的振子，在外部频率的激励到达一定频率时发生共振，弹性波与振子相互耦合从而阻断了弹性波的传播，并且带隙频率不受声子晶体尺寸大小的影响。因此其具有小尺寸控制大波长的特性，这使得局域共振型声子晶体具有更加广泛的低频振动抑制应用前景。

传统声子晶体在设计时仅针对单一工况或特殊频带范围，很难工作在复杂工况下，特别是在工况发生变化时产生的不同频段振动，此时如果已经超出了传统声子晶体带隙范围，那么就无法达到理想的振动抑制效果。发明人发现，针对这一问题，目前主要是两种方法来设计带隙可调声子晶体，通过改变结构主体形状或振子质量实现带隙的调整。第一种方式中，可以利用材料的超弹性通过施加外力设计刚度可调的声子晶体，从而实现带隙的调节，但是，由于对声子晶体施加了外力，随着调节次数的增加材料会产生疲劳损伤甚至断裂，这些因素都会影响减振效果导致带隙调节次数以及调节范围受限。另一种是对于振子质量变化的研究主要是通过外部激励实现振子质量的增减，此时需要向振子内部注入或排出增重物料以实现振子质量的调节，而这就需要额外的设置外部驱动设备以供给增重物料，这就导致系统的复杂程度增加，体积增加，从而限制了局域共振型声子晶体小尺寸控制大波长的优势的发挥。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供了一种局域共振型声子晶体减振装置，系统简单，且带隙调节次数和调节范围不受限。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案

第一方面，本发明的实施例提供了一种局域共振型声子晶体减振装置，包括架体，架体内部设置有声子晶体，声子晶体的振子设置有质心调节件，质心调节件与安装在架体的升降机构连接，通过质心调节件调节振子的质心位置以实现声子晶体带隙的调节。

可选的，所述质心调节件包括位于质心空腔内部的第一磁铁，振子的外周设有对第一磁铁产生吸力的第二磁铁，第二磁铁与振子间隙配合，第二磁铁与升降机构连接。

可选的，所述第二磁铁采用环状磁铁，第二磁铁套在振子的外周，其内侧面与振子的外周面具有设定距离。

可选的，所述架体为顶部敞口设置的箱体结构，声子晶体与架体底板或侧板连接，升降机构安装在架体的顶部。

可选的，声子晶体由多个声子晶体单胞构成，相邻声子晶体单胞通过至少一组弯曲梁连接；

进一步的，同一组的两个弯曲梁弯曲方向相反。

可选的，声子晶体单胞包括底座框架，底座框架通过至少一组弯曲梁与振子连接；

进一步的，多组弯曲梁相对于底座框架的中心对称设置；

进一步的，同一组的两个弯曲梁弯曲方向相反。