可调频式管路动力吸振器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种降低管路振动水平的可调频动力吸振器，属于吸振技术领域。该可调频式管路动力吸振器包括通过第一螺栓（2）、第一螺母（3）连接在一起的一对管道夹持件（1）；所述一对管道夹持件（1）外部均布安装N个开槽弹簧片（4）；通过质量块（7）并可以在弹簧片槽上移动（4）来实现调频；其中N为3-6。该实用新型专利技术结构简单，安装方便，并且可以进行频率调节，可以满足不同管道系统工作频率下的减振工作。

【技术实现步骤摘要】
所属
本技术涉及一种降低管路振动水平的可调频动力吸振器，属于吸振

技术介绍
目前，动力吸振器是一种对安装条件依赖相对较少的被动减振方法，它能有效的解决无法施加卡箍和改变管形等问题，但此方法只有在动力吸振器固有频率和管道工作频率相同时，减振效果才明显。对于不同的管道系统，它们的工作频率是不同的，这样就要针对制造各种与之工作频率对应的动力吸振器，非常繁琐。
技术实现思路
为了克服现有的动力吸振器不能同时满足多种管路减振工作的不足,本实用新型基于反共振的基本思想，设计出了一种调频动力吸振器，结构简单，安装方便，并且可以进行频率调节，可以满足不同管道系统工作频率下的减振工作。一种可调频式管路动力吸振器，该可调频式管路动力吸振器包括通过第一螺栓、第一螺母连接在一起的一对管道夹持件；所述一对管道夹持件外部均布安装N个开槽弹簧片；弹簧片开槽上安装有附加质量块；其中N为3-6，其特征在于：上述附加质量块在弹簧片开槽上可移动，位置可调。所述的可调频式管路动力吸振器的设计方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1、对管路进行模态测试，得出管路各阶固有频率，在各阶固有频率中与振源工作频率接近的固有频率即为需要减振的频率；步骤2、通过三维软件进行仿真，通过不断改变质量块在弹簧片上的位置并代入有限元软件中进行模态分析得出质量块移动位置与可调频式管路动力吸振器的频率之间的关系；步骤3、根据步骤2调节质量块在弹簧片上的位置，使可调频式管路动力吸振器的频率为需要减振的频率；步骤4、在管路振动振幅最大的位置处夹上可调频式管路动力吸振器。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：所设计的调频动力吸振器，其结构上采用螺栓固定，并连接安装在管道上。弹簧片开槽，通过调整质量块在弹簧片上的位置来达到调频的目的。本技术的有益效果是，可适用于多种不同工作频率下的管路减振工作，且易于安装、可靠性高、不依赖管道周围环境。附图说明下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。图1——可调频式管路动力吸振器原理图之减振系统；图2——可调频式管路动力吸振原理图之子系统；图3——可调频式管路动力吸振器的示意图；图4——弹簧片形状；图5——示例管系；图6——示例管系76Hz无可调频式管路动力吸振器和有可调频式管路动力吸振器加速度对比图；图7——示例管系101.3Hz无可调频式管路动力吸振器和有可调频式管路动力吸振器加速度对比图；图中标号名称：1夹持结构，2第一螺栓，3第一螺母，4可调频式弹簧片，5螺钉，6附加质量块，7第二螺栓，8可调频式管路动力吸振器，9振动台，1076Hz下无动力吸振器的加速度，1176Hz下有动力吸振器的加速度，12101.3Hz下无动力吸振器的加速度，13101.3Hz下有动力吸振器的加速度。具体实施方式如图3和图4所示，本技术包括夹持结构1、多个弹簧片4、与弹簧片数量相同的附加质量块6：夹持结构1为可剖分结构，通过两个螺栓2螺母3连接在一起；所述夹持结构外部通过螺钉5对称的安装的多个弹簧片4，使周向的支承刚度和阻尼各向同性、与所述弹簧片通过螺栓7螺母3安装的附加质量块6。由于调频动力吸振器要在动载荷环境下工作，所以弹簧片采用了弹性较好而且屈服强度较高的弹簧钢65Mn，其厚度在1.5mm，整体形状是扁平的长方体。内圈夹持件采用了密度较小的合金铝6061；周向则通过4个相互成直角的弹簧片固定4个质量块。质量块由螺栓固定在弹簧片沟槽内，并可在沟槽内移动。所述的夹持结构1的内环弧面要略小于半圆的弧面。保证夹持结构1能够很稳定的装夹到管路中。通过三维软件建模和有限元软件分析，并进行实验验证可得出该可调频式管路动力吸振器质量块在弹簧片开槽处的位置与频率之间的关系如表1。表1质量块在弹簧片开槽处的位置与频率之间结果列表当可调频式管路动力吸振器的频率通过质量块在弹簧片上位置的移动调至与管系的工作频率相同时，减振效果最明显。图6为示例管系在工作频率76Hz下无动力吸振器和有可调频式管路动力吸振器(已调节至76Hz)时的加速度稳态响应对比。图7为示例管系在工作频率101.3Hz下无动力吸振器和有可调频式管路动力吸振器(已调节至101.3Hz)时的加速度稳态响应对比。对比图6和图7，在夹上可调频式管路动力吸振器后，振动加速度降低明显，达到了很好的减振效果。原理详细介绍可调频式管路动力吸振器是由质量块，弹簧，阻尼器组成的振动系统，它一般是悬挂安装在需要减振的系统上，不需要额外支承。由于管道直径与夹持结构内圆直径相等，为了夹紧管道，可以将夹持件沿对接平面分别切除1mm，从而使夹持结构的内环弧面略小于管道外圆弧面，从而保证夹紧管道，如图1所示。它的工作机理是，当结构振动时，同时带动可调频式管路动力吸振器振动，它的运动产生的惯性力又反作用到结构上，从而有效地抑制主结构的振动。我们把原系统称为主系统，可调频式管路动力吸振器称为子系统，由于动力阻尼器是单自由度系统，所以它与主结构组合后构成一个二自由度系统，如附图1和图2所示。其中m1，c1，k1分别为主结构的质量、阻尼和弹簧刚度；m2，c2，k2为吸振器的质量、阻尼和弹簧刚度。将子系统和主系统分离，设子系统与主系统的对接力p(t)的Fourier变换为P(ω)=-m2ω2U2=-m2ω2k2k2-m2ω2U1(ω)]]>其中U1(ω)和U2(ω)分别是主系统位移u1(t)和子系统位移u2(t)的Fourier变换由动力学原理，可以得到m1处的原点频响函数为H11(ω)=(k2-m2ω2)H(ω)(k2-m2ω2)-k2m2ω2H(ω)]]>其中ω为激振频率，它的一个重要特征是：若激励频率满足则|H11(ω)|＝0。即当外激励频率与子系统的固有频率相等时，质量m1将不振动，可调频式管路动力吸振器即利用此原理对主系统进行吸振。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可调频式管路动力吸振器，该可调频式管路动力吸振器包括通过第一螺栓（2）、第一螺母（3）连接在一起的一对管道夹持件（1）；所述一对管道夹持件（1）外部均布安装N个开槽弹簧片（4）；弹簧片（4）开槽上安装有附加质量块（7）；其中N为3‑6，其特征在于：上述附加质量块（7）在弹簧片（4）开槽上可移动，位置可调。

【技术特征摘要】
1.一种可调频式管路动力吸振器，
该可调频式管路动力吸振器包括通过第一螺栓（2）、第一螺母（3）连接在一起的一对管道夹持件（1）；所述一对管道夹持件（1）外部...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈果，候民利，周笛，刘明华，高红，包智勇，罗云，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，成都飞机工业集团有限责任公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32