[发明专利]一体化准零刚度结构、准零刚度隔振装置及隔振方法

权利要求书

1.一种一体化准零刚度结构，其特征在于，包括：竖向承载结构、多组一体化准零刚度梁体以及约束传力构件；

多组所述一体化准零刚度梁体以所述竖向承载结构中心对称布置；

每组一体化准零刚度梁体均包括上、下平行布置的两个梁段单元，两个梁段单元呈倾斜或曲折设置，并且两个梁段单元的倾斜方向相同，两个梁段单元的中部通过能传递轴力、剪力与弯矩的刚性连接件串联；

所述一体化准零刚度梁体一侧位移由固支的所述约束传力构件限制，另一侧连接所述竖向承载结构，所述一体化准零刚度梁体的侧向位移、弯曲由对称性限制，两个梁段单元的水平变形相互抵消，仅可发生竖向变形。

2.根据权利要求1所述的一体化准零刚度结构，其特征在于，平行布置的两个梁段单元的长度、宽度、厚度均相同，所述刚性连接件的长度l与梁段单元的宽度相同，刚性连接件的高度h为梁段单元的间距，刚性连接件宽度b根据单侧梁段单元厚度进行调整，保证刚性连接件处梁段转角接近于零。

3.一种准零刚度隔振装置，其特征在于，由多个如权利要求1或2所述一体化准零刚度结构上、下并联而成，其中，每个所述一体化准零刚度结构均包括：

竖向承压部；

四组一体化准零刚度梁体，以所述竖向承压部为中心对称设置在竖向承压部的四周，每个一体化准零刚度梁体的另一端与一个约束传力构件连接；

所述竖向承压部上设有第一连接孔；

每两个竖向承压部之间的第一连接孔之间通过第一连接结构传力连接；

位于最上端的竖向承压部通过第二连接结构及承压座与隔振工件连接；

所述约束传力构件上设有与基座连接的第二连接孔。

4.一种准零刚度隔振装置，其特征在于，包括上、下对称布置的两个环形台面、通过约束传力构件连接在两个环形台面之间的环形隔振单元，所述环形隔振单元由多个如权利要求1或2所述一体化准零刚度梁体和约束传力构件环向串联组成，其中，

位于装置最上端的第一环形台面与环形隔振单元之间以第一环形台面中心对称设有多个第一约束传力构件，第一约束传力构件的一端与所述第一环形台面连接，另一端与环形隔振单元上每两个所述一体化准零刚度梁体之间的第二约束传力构件连接；

位于装置最下端的第二环形台面与环形隔振单元之间以第二环形台面中心对称设有多个第三约束传力构件，第三约束传力构件的一端与所述第二环形台面连接，另一端与环形隔振单元上每两个所述一体化准零刚度梁体之间的第四约束传力构件连接；

所述第一约束传力构件和第三约束传力构件沿环形台面周向错位设置。

5.根据权利要求4所述的准零刚度隔振装置，其特征在于，当所述环形隔振单元为多个时，相邻两个环形隔振单元之间连接一个第三环形台面。

6.一种基于权利要求1所述一体化准零刚度结构的隔振方法，其特征在于，在竖向荷载作用下，由于弹性突跳现象，一体化准零刚度梁体中两个相互平行的梁段单元变形不同，导致一体化准零刚度梁体的轴向刚度改变，形成一个恒定的竖向力，在力-位移曲线中呈现平台段，当上部待隔振工件的重力荷载与结构的平台段竖向力相对应时，结构呈现出稳定准零刚度特性。

7.根据权利要求1或2所述的一体化准零刚度结构，其特征在于，所述一体化准零刚度结构通过3D打印或机加工实现，所使用材料为尼龙、橡胶或金属材料。

8.根据权利要求3~5中任一所述准零刚度隔振装置，其特征在于，所述准零刚度隔振装置通过3D打印或机加工实现，所使用材料为尼龙、橡胶或金属材料。