用于管路减振的铝合金变腔室颗粒碰撞阻尼器制造技术

本发明专利技术属于振动控制技术领域，尤其是一种用于管路减振的铝合金变腔室颗粒碰撞阻尼器，包括一对半圆环柱腔体，每个半圆环住腔体的两端均设置有半圆环状的腔体外表面盖板，所述半圆环柱腔体的内部设置有多个腔体内部单元隔板，多个腔体内部单元隔板将半圆环柱腔体的内部分隔为多个独立的小腔体，所述小腔体内填充有金属颗粒。腔体内部的金属颗粒会随着管路振动而相互碰撞摩擦，从而消耗系统的振动能量，其中腔体内部金属颗粒的填充率是影响管路减振效果的主要因素。该发明专利技术专利结构简单，安装空间小，降振效果显著。

【技术实现步骤摘要】
用于管路减振的铝合金变腔室颗粒碰撞阻尼器
本专利技术属于振动控制
，尤其是一种用于管路减振的铝合金变腔室颗粒碰撞阻尼器。技术背景工程实际中，由于管路系统振动导致的机械故障频发，由此引发的不安全事件较多。设计实践中，一般通过改变管路管形或施加卡箍的方式避免或抑制管路共振，但在具体实施过程中存在一定的局限性。而多数基于阻尼技术和反共振技术设计的减振器则具有质量大、安装条件受限及振动控制效果不佳等缺点。现有专利申请如专利号为CN201510613313.9，申请日为2015.09.24，名称为“非线性颗粒碰撞阻尼器”的专利技术专利，其技术方案为：本专利技术涉及一种非线性颗粒碰撞阻尼器，包括附加法兰外环、质量内环、变刚度弹簧、阻尼器腔体单元及颗粒群。附加法兰外环通过螺栓与主体系统相连，附加法兰外环与质量内环同心布置，在水平方向上，质量内环通过变刚度弹簧与法兰外环相连，弹簧单元则由环向均匀对称布置的8个变刚度弹簧构成，阻尼器腔体单元为单个的长方体或圆柱体结构，每个腔体内部布置一层颗粒群，颗粒群由圆形或形状不规则的金属或非金属颗粒组成。虽然上述专利对相关结构进行了改进，但是仍然存在质量大、安装条件受限及振动控制效果不佳等缺点。
技术实现思路
为解决现有技术中存在质量大、安装条件受限及振动控制效果不佳等缺点的问题，本专利技术提出一种用于管路减振的铝合金变腔室颗粒碰撞阻尼器。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于管路减振的铝合金变腔室颗粒碰撞阻尼器，其特征在于：包括一对半圆环柱腔体，每个半圆环住腔体的两端均设置有半圆环状的腔体外表面盖板，所述半圆环柱腔体的内部设置有多个腔体内部单元隔板，多个腔体内部单元隔板将半圆环柱腔体的内部分隔为多个独立的小腔体，所述小腔体内填充有金属颗粒。所述腔体外表面盖板通过多个第一螺栓固定在半圆环柱腔体端面。一对半圆环柱腔体的边缘设置有柱体凹槽，柱体凹槽底部上设置有通孔，两个半圆环柱腔体通过穿过通孔的第二螺栓和螺母相互连接。所述金属颗粒为铸铁球形颗粒，颗粒粒径由1mm到3mm。所述金属颗粒的填充率为95%-98%。本申请的优点在于：1、腔体内部的金属颗粒会随着管路振动而相互碰撞摩擦，从而消耗系统的振动能量，其中腔体内部金属颗粒的填充率是影响管路减振效果的主要因素。该专利技术专利结构简单，安装空间小，降振效果显著。2、与更改管形设计的方法相比，本专利技术能够在管路实际使用过程中对其振动进行有效控制，不需要反复的设计制造，节省大量成本。3、与安装卡箍的方法相比，本专利技术能够在管路的任意位置安装，对悬空管路的减振同样有效，不需要特定的安装条件。4、与其他被动减振器相比，本专利技术由于采用铝合金结构，质量轻、安装半径小，既能降低系统负重又能做到灵活安装。且针对不同频率和不同振幅的管路调整内部金属颗粒的填充率，即能取得最佳减振效果，具有较高的可靠性和安全性。附图说明图1铝合金可变腔室结构管路减振器模型。图2管路减振器安装示意图。图3管路减振试验中随颗粒填充率变化的管路减振效果示意图。图4颗粒碰撞仿真中随颗粒填充率变化的系统耗能速率示意图。包括：半圆环柱腔体1、腔体外表面盖板2、腔体内部单元隔板3，金属颗粒4，第一螺栓5，柱体凹槽6，第二螺栓和螺母7，振动管路8。具体实施方式实施例1一种用于管路减振的铝合金变腔室颗粒碰撞阻尼器包括一对半圆环柱腔体1，每个半圆环住腔体的两端均设置有半圆环状的腔体外表面盖板2，所述半圆环柱腔体1的内部设置有多个腔体内部单元隔板3，多个腔体内部单元隔板3将半圆环柱腔体1的内部分隔为多个独立的小腔体，所述小腔体内填充有金属颗粒4。腔体内部的金属颗粒4会随着管路振动而相互碰撞摩擦，从而消耗系统的振动能量，其中腔体内部金属颗粒4的填充率是影响管路减振效果的主要因素。该专利技术专利结构简单，安装空间小，降振效果显著。实施例2一种用于管路减振的铝合金变腔室颗粒碰撞阻尼器包括一对半圆环柱腔体1，每个半圆环住腔体的两端均设置有半圆环状的腔体外表面盖板2，所述半圆环柱腔体1的内部设置有多个腔体内部单元隔板3，多个腔体内部单元隔板3将半圆环柱腔体1的内部分隔为多个独立的小腔体，所述小腔体内填充有金属颗粒4。腔体外表面盖板2通过多个第一螺栓5固定在半圆环柱腔体1端面。一对半圆环柱腔体1的边缘设置有柱体凹槽6，柱体凹槽6底部上设置有通孔，两个半圆环柱腔体1通过穿过通孔的第二螺栓和螺母7相互连接。金属颗粒4为铸铁球形颗粒，颗粒粒径由1mm到3mm。金属颗粒4的填充率为95%-98%。腔体内部的金属颗粒4会随着管路振动而相互碰撞摩擦，从而消耗系统的振动能量，其中腔体内部金属颗粒4的填充率是影响管路减振效果的主要因素。该专利技术专利结构简单，安装空间小，降振效果显著。与更改管形设计的方法相比，本专利技术能够在管路实际使用过程中对其振动进行有效控制，不需要反复的设计制造，节省大量成本。与安装卡箍的方法相比，本专利技术能够在管路的任意位置安装，对悬空管路的减振同样有效，不需要特定的安装条件。与其他被动减振器相比，本专利技术由于采用铝合金结构，质量轻、安装半径小，既能降低系统负重又能做到灵活安装。且针对不同频率和不同振幅的管路调整内部金属颗粒4的填充率，即能取得最佳减振效果，具有较高的可靠性和安全性。实施例3如图1所示，本专利技术专利涉及一种抑制管路振动的基于颗粒碰撞阻尼技术的管路减振器，属于振动控制
该管路减振器整体为铝合金材质，包括一对半圆环柱腔体1、腔体外表面盖板2、腔体内部单元隔板3及内部金属颗粒4。将半圆环柱腔体1内部填充一定数量的金属颗粒4，通过第一螺栓5固定半圆形薄板封闭腔体，一对填充金属颗粒4的半圆环柱腔体1通过柱体凹槽6内的第二螺栓和螺母7紧固在振动管路8上。腔体内部的金属颗粒4会随着管路振动而相互碰撞摩擦，从而消耗系统的振动能量，其中腔体内部金属颗粒4的填充率是影响管路减振效果的主要因素。该专利技术专利结构简单，安装空间小，降振效果显著，其在管路上安装效果如图2所示。将该管路减振器夹装在管路振动最大处，在填充率适当的情况下能够有效地减低管路的振动。应用此管路减振器进行了管路减振试验，试验结果如图3所示为填充1mm颗粒后随填充率变化管路振动加速度幅值最大值的变化情况，可明显看出当填充率在95%左右时管路振动得到了有效降低，且正反向(正向扫频指从低频扫向高频，反向扫频指从高频扫向低频)扫频结果基本达到一致；经多次试验发现当正反扫频结果重合时，正是颗粒阻尼器减振效果最好时；在此试验腔体模型的基础上运用EDEM软件进行颗粒碰撞仿真研究，仿真结果如图4所示，可明显与试验结果相符。本申请的方法原理详细介绍如下：颗粒阻尼技术主要是运用颗粒之间的弹性碰撞耗能与摩擦耗能，从而达到减振的效果。因此，计算能量的耗损也从这两个方面入手。同样选择两个碰撞接触的颗粒为例，来计算其接触的耗能。其弹性碰撞消耗的能量公式表达为式中：和分别为两个颗粒i和j的质量；为两颗粒的弹性碰撞恢复系数；为两颗粒的相对运动速度。两颗粒碰撞时的摩擦耗能大小取决于两球之间的摩擦力大小与相对切向位移的大小。所以，其摩擦耗能表达式为式中：是两颗粒之间的摩擦系数；为两颗粒之间的相对位移量。同样的，颗粒与器壁之间的能量耗损也是分为弹性碰撞耗能与摩擦耗能，且公式表达同两颗本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于管路减振的铝合金变腔室颗粒碰撞阻尼器，其特征在于：包括一对半圆环柱腔体（1），每个半圆环住腔体的两端均设置有半圆环状的腔体外表面盖板（2），所述半圆环柱腔体（1）的内部设置有多个腔体内部单元隔板（3），多个腔体内部单元隔板（3）将半圆环柱腔体（1）的内部分隔为多个独立的小腔体，所述小腔体内填充有金属颗粒（4）。

【技术特征摘要】
1.用于管路减振的铝合金变腔室颗粒碰撞阻尼器，其特征在于：包括一对半圆环柱腔体（1），每个半圆环住腔体的两端均设置有半圆环状的腔体外表面盖板（2），所述半圆环柱腔体（1）的内部设置有多个腔体内部单元隔板（3），多个腔体内部单元隔板（3）将半圆环柱腔体（1）的内部分隔为多个独立的小腔体，所述小腔体内填充有金属颗粒（4）。2.根据权利要求1所述的用于管路减振的铝合金变腔室颗粒碰撞阻尼器，其特征在于：所述腔体外表面盖板（2）通过多个第一螺栓（5）固定在半圆环柱腔体（1）端面。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵正大，陈果，侯民利，寸文渊，
申请(专利权)人：成都飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川,51