一种耐候耐久性全金属多点选频抑振结构制造技术

本发明专利技术公开了一种耐候耐久性全金属多点选频抑振结构，该结构包括开设有方形孔的支架板以及若干组设置于支架板上的抑振组件，所述抑振组件包括质量块、弹性模块以及垫块，所述弹性模块一端位于方形孔中，该端部上粘接所述质量块，弹性模块的另一端位于支架板上表面，所述垫块设置在支架板下表面，位于弹性模块的下方，所述弹性模块包括由上至下呈阶梯状设置的第一材料层、第二材料层以及第三材料层。该结构为平面结构，厚度较小，尺寸可灵活设计，在各种狭小的机械设备中易于布置，整体结构简单，组装方便，所需材料均为常规材料，易于批量化加工、生产，值得在业内推广使用。

【技术实现步骤摘要】
一种耐候耐久性全金属多点选频抑振结构
本专利技术属于振动控制及复合材料
，具体涉及一种耐候耐久性全金属多点选频抑振结构。
技术介绍
在机械工程领域，振动可以说是无处不在的，而振动往往对于大多数工程结构和机械设备都是有害的。机械振动不但会造成一些零件结构的疲劳损坏，降低精密测量仪器的测量精度，甚至会对设备的使用性能和寿命产生较大影响甚至导致设备结构破坏。对于载人机械设备而言，低频振动会严重危害乘员生理健康，造成人体器官平衡失调，引起头晕、头沉、疲劳、注意力下降等，有时还可能产生心血管系统和运动系统的障碍。由于低频振动衰减慢，能轻易穿越阻隔物，所以低频振动的治理是机械工程领域现阶段一大难题。在实际工程应用中，常使用隔振材料及阻尼材料来降低振动，传统的隔振材料包括弹簧，橡胶，泡沫塑料等能产生弹性变形的材料，但此种材料只能阻隔大于其系统固有频率的振动(即高频振动)，对低频振动的阻隔能力较弱，若频率相近，还会产生共振。另外，橡胶塑料类的材料易老化，性能随环境变化较大，使用局限性较大；阻尼材料对中高频振动的减振效果比较显著，对低频振动的减振相对较弱，且阻尼材料由于需要大面积贴附，并且在生产回收过程中会产生较大的污染，已经越来越受限制。由于传统材料在实际工程应用中的诸多限制，超材料成为人们关注的焦点，其具有自然材料所难以拥有的特性。超材料的概念最初就是为了实现减振降噪而提出的，它的亚波长特性，克服了一些传统材料的不足。可以通过设计大大减少中低频振动，提供无振动工作环境，提高工作精度和可靠性，并延长设备的使用寿命。通过“局域共振”特性，超材料结构可以有效突破低频振动控制中存在的技术瓶颈，实现通过小尺寸控制大波长机械振动的特殊效果。相关领域已公开的专利中，黄骁鸣，莫遗华，温雄军等人专利技术的“一种橡胶动力吸振器”(CN104696428A)，可以通过调节橡胶在垂直方向上的压缩或拉伸变形量来自由调整刚度，从而针对不同频率的抑振要求。但该结构对频率的控制较为粗糙，且橡胶易老化，在使用过程中其抑振频率可能会发生偏移，当工作环境较为恶劣，如高温、光照下，其性能会发生较大变化。王鹏飞，温卓群，张雁等人专利技术的“一种减振结构”，由单元晶胞周期性排列而成，单元晶胞包括连接件和连接体，在减振结构受力时，单元晶胞发生微小弹性形变从而起到减振作用。该结构虽然可以通过调节连接件和连接体的组合来改变减振频率，但减振频率无法精确设计，实际应用受限，且体积较大，无法应用于一些狭窄部位。综上所述，对于工程中振动问题，传统使用的隔振材料及阻尼材料都有其一定的缺陷，效果不明显。一些新型的减振材料又无法在低频段精确控制减振频率，且存在易老化，适用能力差的缺陷。而局域共振型超材料的出现为低频振动噪声的有效控制提供了全新的思路。运用该原理可解决中低频振动控制的瓶颈问题、因此，迫切需要专利技术一种耐候耐久性全金属多点选频抑振结构。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决上述问题，提供一种耐候耐久性全金属多点选频抑振结构，该结构能够克服传统抑振技术结构对中低频振动控制的不足，可精确控制减振频率，耐候性耐久性好。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种耐候耐久性全金属多点选频抑振结构，该结构包括开设有方形孔的支架板以及若干组设置于支架板上的抑振组件，所述抑振组件包括质量块、弹性模块以及垫块，所述弹性模块一端位于方形孔中，该端部上粘接所述质量块，弹性模块的另一端位于支架板上表面，所述垫块设置在支架板下表面，位于弹性模块的下方，所述弹性模块包括由上至下呈阶梯状设置的第一材料层、第二材料层以及第三材料层。优选地，该结构中，一组抑振组件和对应该组抑振组件的支架局部组成单个抑振晶胞，所述各个抑振晶胞中的弹性模块的尺寸并不完全一致，各个抑振晶胞中的质量块与弹性模块的组合方式不同。上述各个抑振晶胞中的质量块与弹性模块的组合方式包括：保持质量块各长度、宽度、高度不变，增加弹性模块中第三层的宽度、厚度，并减小其长度，能使本专利技术结构的抑振频率上移；反之，保持弹性模块中第三层的各参数不变，增加质量块的质量，使本专利技术结构的抑振频率下移，从而能抑制不同频率的振动。上述各个抑振晶胞中的质量块与弹性模块的组合方式包括：根据实际需要减小第一材料层与第二材料层的厚度与长度，增加其对单峰值的抑振效果；根据实际需要增大第一材料层与第二材料层的厚度与长度，扩展抑振频率范围。优选地，所述弹性模块的表层还设有散热涂层。优选地，所述第一材料层、第二材料层和第三材料层采用抗疲劳的金属材料或金属复合材料制成。优选地，所述质量块采用高密度金属材料制成。优选地，所述支架板采用可塑性较强的金属复合材料制成，，适用于不同表面。优选地，所述垫块采用磁性材料制成。优选地，所述支架局部、垫块、质量块以及弹性模块之间采用高粘性阻尼胶粘接。优选地，所述第一材料层、第二材料层以及第三材料层之间在支架局部上方部分采用高粘性阻尼胶粘接，伸出支架局部的部分紧密贴合。优选地，第一材料层与第二材料层的厚度为0.05-0.1mm，第三材料层的厚度为0.1-0.2mm，第一材料层长度为15-18mm，第二材料层长度为22-25mm，第三材料层长度为38-42mm。本专利技术的创新点在于：本专利技术的耐候耐久性全金属多点选频抑振结构，基于局域共振原理，可通过设计改变其质量块和弹性模块的组合精确调节单个晶胞的模态频率，当基体振动频率接近晶胞模态频率时，晶胞发生共振，能量导入到晶胞中，基体振动减弱。本专利技术提供的耐候耐久性全金属多点选频抑振结构具有以下有益效果：该结构采用可塑性强的支架，适用于各种不平表面的抑振。垫块为磁性材料，易于安装在某些机械设备上，且保证了质量块和弹性模块的工作空间。该结构可以通过调节质量块和弹性模块的组合设计中心抑振点位置，可将多个质量块与弹簧模块进行不同组合，达到多个频率点的抑振。此外，通过调节弹性模块的三层材料层的厚度与长度能够在一定范围内扩展抑振频率点，弹性模块在工作环境下三层材料层间相互摩擦产热，也可迅速衰减振动。弹性模块上设置的散热涂层能够将振动能量转化的热能散发到大气中，适用于长时间工作环境。进一步的，该结构为全金属结构，能适用于各种环境，耐候性强；总体而言，该结构为平面结构，厚度较小，尺寸可灵活设计，在各种狭小的机械设备中易于布置，整体结构简单，组装方便，所需材料均为常规材料，易于批量化加工、生产，值得在业内推广使用。附图说明图1是本专利技术耐候耐久性全金属多点选频抑振结构的整体结构示意图；图2是本专利技术耐候耐久性全金属多点选频抑振结构单个晶胞的结构示意图；图3是本专利技术耐候耐久性全金属多点选频抑振结构单个晶胞的半剖立体图；图4是本专利技术耐候耐久性全金属多点选频抑振结构中弹性模块的半剖剖面图；图5是本专利技术在32Hz附近有抑振效果时应用前后的减振效果对比图；图6是本专利技术在32Hz与70Hz附近有抑振效果时应用前后的减振效果对比图。附图标记说明：1、支架局部；2、垫块；3、质量块；4、弹性模块；5、第一材料层；6、第二材料层；7、第二材料层；8、散热涂层。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和有点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步的说明。需要指出的是，以下实施例中提到的方向用语，顺序用语，如“上”、“下”、“前”、“本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐候耐久性全金属多点选频抑振结构，其特征在于：该结构包括开设有方形孔的支架板以及若干组设置于支架板上的抑振组件，所述抑振组件包括垫块(2)、质量块(3)以及弹性模块(4)，所述弹性模块(4)一端位于方形孔中，该端部上粘接所述质量块(3)，弹性模块(4)的另一端粘接于支架板上表面，所述垫块(2)粘接在支架板下表面，位于弹性模块(4)的下方，所述弹性模块(4)包括由上至下呈阶梯状设置的第一材料层(5)、第二材料层(6)以及第三材料层(7)。

【技术特征摘要】
1.一种耐候耐久性全金属多点选频抑振结构，其特征在于：该结构包括开设有方形孔的支架板以及若干组设置于支架板上的抑振组件，所述抑振组件包括垫块(2)、质量块(3)以及弹性模块(4)，所述弹性模块(4)一端位于方形孔中，该端部上粘接所述质量块(3)，弹性模块(4)的另一端粘接于支架板上表面，所述垫块(2)粘接在支架板下表面，位于弹性模块(4)的下方，所述弹性模块(4)包括由上至下呈阶梯状设置的第一材料层(5)、第二材料层(6)以及第三材料层(7)。2.根据权利要求1所述的耐候耐久性全金属多点选频抑振结构，其特征在于：该结构中，一组抑振组件和对应该组抑振组件的支架局部(1)组成单个抑振晶胞，所述各个抑振晶胞中的质量块(3)与弹性模块(4)的组合方式不同。3.根据权利要求1所述的耐候耐久性全金属多点选频抑振结构，其特征在于：所述弹性模块(4)的表层还设有散热涂层(8)。4.根据权利要求1所述的耐候耐久性全金属多点选频抑振结构，其特征在于：所述第一材料层(5)、第二材料层(6)和第三材料层(7)采用抗疲劳的金属材料或金属复合材料制成。5.根据权利要求1所述的耐候耐久性全金属多点选频...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄海波，丁渭平，毛楠杰，赵丹丹，杨明亮，张闻见，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川,51