本发明专利技术提供一种包含隔振器与非线性能量阱的被动混合减振装置，设计方法。该减振装置包括隔振器，非线性能量阱以及安装平台；隔振器和非线性能量阱固连于安装平台的同一表面上；其中所述非线性能量阱包括一个质量块、两个支撑架和两根弹性弦；两个支撑架固连于安装平台上，两根弹性弦平行布置，且弹性弦的两端分别固定于一个支撑架，质量块固定于两根弹性弦的中部，且质量块与待减振对象的质量之比介于0.06与0.15之间。本发明专利技术通过引入隔振器，解决了非线性能量阱难以安装于减振对象的问题，并且由非线性能量阱抑制隔振器所引入的共振峰，可使两种减振方式形成良好的互补，使得该混合减振装置对于工程上的一些振动抑制问题具有非常突出的应用效果。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种包含隔振器与非线性能量阱的被动混合减振装置，设计方法。该减振装置包括隔振器，非线性能量阱以及安装平台；隔振器和非线性能量阱固连于安装平台的同一表面上；其中所述非线性能量阱包括一个质量块、两个支撑架和两根弹性弦；两个支撑架固连于安装平台上，两根弹性弦平行布置，且弹性弦的两端分别固定于一个支撑架，质量块固定于两根弹性弦的中部，且质量块与待减振对象的质量之比介于0.06与0.15之间。本专利技术通过引入隔振器，解决了非线性能量阱难以安装于减振对象的问题，并且由非线性能量阱抑制隔振器所引入的共振峰，可使两种减振方式形成良好的互补，使得该混合减振装置对于工程上的一些振动抑制问题具有非常突出的应用效果。【专利说明】
本专利技术涉及一种被动减振装置，具体涉及。
技术介绍
混合减振装置由一般隔振器(流体阻尼器、磁流变阻尼器或金属橡胶)和非线性能量阱组成，由经典力学知识可知，一般隔振器会在其固有频率处带来频率较低的共振峰，且其对于高频振动的衰减效果往往也不够理想；而非线性能量阱(一种含有强立方刚度的非线性吸振器)是一种可实现靶能量传递的具有强立方刚度的振动被动抑制装置，在窄带吸振方面具有非常突出的振动抑制效果，且其简单易用，可靠性高，鲁棒性强，已有文献表明(Starosvetsky Y, Gendelman 0.Attractors of harmonically forced linearoscillator with attached nonlinear energy sink I1:Optimization of a nonlinearvibration absorber .Nonlinear dynamics, 2008, 51 (1-2): 47 - 57.),非线性能量讲的吸振能力超过传统的线性吸振器。虽然非线性能量阱的窄带吸振能力十分突出，且其吸振带宽强于一般的线性吸振器，但吸振带宽毕竟有限，而且减振对象一般为对振动较敏感的单机或器件，吸振器如何安装于待减振的对象也是需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中的不足，提供，该装置包含两种减振方式，使其相互间形成良好的互补，并且解决了非线性能量阱的安装问题。本专利技术为解决
技术介绍
中提到的两个问题采取了如下技术方案:一种包含隔振器与非线性能量阱的被动混合减振装置，主要包括隔振器，非线性能量阱以及安装平台；隔振器和非线性能量阱固连于安装平台的同一表面上；其中所述非线性能量阱包括一个质量块、两个支撑架和两根弹性弦；两个支撑架固连于安装平台上，两根弹性弦平行布置，且弹性弦的两端分别固定于一个支撑架，质量块固定于两根弹性弦的中部，且质量块与待减振对象的质量之比介于0.06与0.15之间。进一步地，本专利技术所述隔振器为3个、4个或6个。—种包含隔振器与非线性能量阱的被动混合减振装置的设计方法，步骤一、按待减振对象的隔振要求在安装平台上设置隔振器；步骤二、确定非线性能量阱上质量块的质量为待减振对象质量的0.06—0.15倍，设定非线性能量阱初始的阻尼和立方刚度；步骤三、基于质量块的质量、阻尼和立方刚度，建立被动混合减振装置的力学方程;步骤四、求解力学方程产生1:1内共振时的平衡点，并判断平衡点稳定性，若平衡点稳定，则重新设定非线性能量阱的阻尼和立方刚度并返回步骤三，若平衡点不稳定，则进入步骤五；步骤五、基于力学方程判断减振效果，若减振效果不可接受，则重新设定非线性能量阱的阻尼和立方刚度并返回步骤三，若减振效果可接受，则将当前设定的非线性能量阱的阻尼和立方刚度作为设计目标，进行弹性弦材料、长度和截面面积的设计，选用与设计结果相应的弹性弦；步骤六、将质量块固定于所选用的两根弹性弦的中部，将弹性弦的两端分别通过一支撑架固定于安装平台上，完成被动混合减振装置的设计。本专利技术的有益效果是:第一、本专利技术将传统的隔振器与非线性能量阱进行结合，形成一种混合减振装置。由隔振器实现宽频减振，而由非线性能量阱针对隔振器所带来的低频共振峰或隔振系统中其它更为有害的振动峰值进行吸振。第二、本专利技术通过引入隔振器和安装平台，解决了非线性能量阱难以安装于减振对象的问题，并且由非线性能量阱抑制隔振器所引入的共振峰，可使两种减振方式形成良好的互补，使得该混合减振装置对于工程上的一些振动抑制问题具有非常突出的应用效果O【专利附图】【附图说明】图1为混合减振装置的平面示意图；图2为混合减振装置的的右视图；图3为质量块的示意图；图4为系统平衡点及其稳定性的示意图；图5(a)为一个激励频率等于隔振装置固有频率的激励力作用于本专利技术所涉及的混合减振装置时平台的响应图；图5(b)为同一激励力作用于不含非线性能量阱的隔振装置时该平台的响应图；图6为弹性弦实现立方刚度的原理图；图7为混合减振装置设计流程图。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术的【具体实施方式】进行详细说明。如图1和2所示，本专利技术为包含隔振器与非线性能量阱的被动混合减振装置，包括4个隔振器(1-4)、非线性能量阱及一个用于安装减振对象的安装平台(10);所述隔振器与非线性能量阱固连于安装平台的同一表面上；其中所述非线性能量阱包括两个支撑架(5、6)，两根弹性弦(7、8)和一个质量块(9)；两个支撑架(5、6)通过螺栓连接于安装平台(10)上，两根弹性弦(7、8)平行布置，且弹性弦两端分别固定于两个支撑架(5、6)上，质量块(9)由两个相同尺寸的小质量块构成，见图3所示，两个质量块均打有通孔，通过螺栓压紧，并固定于两根弹性弦的中部，且质量块与待减振对象的质量之比介于0.06与0.15之间。本专利技术较佳将隔振器选为流体阻尼器、磁流变阻尼器或金属橡胶。 如图7所示，一种包含隔振器与非线性能量阱的被动混合减振装置的设计方法，具体步骤为:步骤一、按待减振对象的隔振要求在安装平台上设置隔振器；隔振器完成后，待减振对象与基础间的连接刚度、阻尼均可确定，即可针对隔振器、安装平台和待减振对象组合体进行非线性能量阱的设计。步骤二、确定非线性能量阱上质量块的质量为待减振对象质量的0.06—0.15倍，设定非线性能量阱初始的阻尼和立方刚度；步骤三、基于质量块的质量、阻尼和立方刚度，建立被动混合减振装置的力学方程;步骤四、求解力学方程产生1:1内共振时的平衡点，并判断平衡点稳定性，若平衡点稳定，则重新设定非线性能量阱的阻尼和立方刚度并返回步骤三，若平衡点不稳定，则进入步骤五；步骤五、基于力学方程判断减振效果，若减振效果不可接受，则重新设定非线性能量阱的阻尼和立方刚度并返回步骤三，但这种情况非常少见，一般在平衡点幅值较大时才会发生。若减振效果可接受，则将当前设定的非线性能量阱的阻尼和立方刚度作为设计目标，进行弹性弦材料、长度和截面面积的设计，选用与设计结果相应的弹性弦；步骤六、将质量块9固定于所选用的两根弹性弦7，8的中部，将弹性弦7，8的两端分别通过一支撑架固定于安装平台上，完成被动混合减振装置的设计。下面列举一实例对被动混合减振装置的设计方法进行详细解释和说明。对一个单自由度待减振对象进行隔振设计后，待减振对象11、安装平台10与隔振器1-4的组合体在正弦激励下的系统方程可用下式描述:Iii1X" l+kx1+C1x/ l =本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种包含隔振器与非线性能量阱的被动混合减振装置，其特征在于，主要包括隔振器，非线性能量阱以及安装平台(10)；隔振器和非线性能量阱固连于安装平台的同一表面上；其中所述非线性能量阱包括一个质量块(9)、两个支撑架(5，6)和两根弹性弦(7，8)；两个支撑架(7，8)固连于安装平台(10)上，两根弹性弦(7，8)平行布置，且弹性弦(7，8)的两端分别固定于一个支撑架上，质量块(9)固定于两根弹性弦(7，8)的中部，且质量块(9)与待减振对象的质量之比介于0.06与0.15之间。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张也弛，赵二鑫，洪斌，
申请(专利权)人：北京空间飞行器总体设计部，
类型：发明
国别省市：北京;11
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