The invention relates to a periodic structure with a non-linear energy well (NES), including a plate matrix, a non-linear energy well arranged on the matrix in a periodic or quasi periodic arrangement with M rows and N columns, wherein the non-linear energy well is composed of a non-linear spring, a damper and a small mass block. It is also possible to set a scattering body vibrator which is made of a layer of soft material and a layer of hard material, and then set a nonlinear energy well on each vibrator. When the transient shock acts on the periodic structure, the subwavelength periodic structure designed can localize the transient shock energy to the nonlinear additional mass, so as to effectively suppress the transient vibration of the matrix structure. Compared with the traditional vibration absorption and anti impact structure, the periodic structure with nonlinear energy well has the advantages of small additional mass, wide vibration suppression frequency band, energy transfer of directional target, high reliability, strong robustness, no need of external energy, etc. it has a wide application prospect in the field of impact and impact protection.
【技术实现步骤摘要】
一种带有非线性能量阱的周期结构
本专利技术涉及一种周期结构,特别是涉及一种带有非线性能量阱的周期结构,属于冲击与冲击防护材料制造的
技术介绍
周期结构,又称声子晶体,声子晶体的概念由光子晶体衍生而来,在声子晶体中,弹性常数和密度不同的材料周期的进行排列,相互之间连通的材料称为基体,不连通的材料称为散射体。振动通常是以弹性波的形式在周期结构中传播,弹性波带隙又可称为振动带隙。周期结构的弹性波带隙可用于减振,一方面可以为高精度加工系统提供一定频率范围内的无振动加工环境,保证较高的加工精度要求;另一方面可以为特殊精密仪器或设备提供一定频率范围内的无振动工作环境,提高工作精度和可靠性,同时延长其使用寿命。非线性能量阱(nonlinearenergysink,NES)的概念提出于2000年左右,它是在动力吸振器的基础上发展出来的。线性动力吸振器需要与主结构发生共振以实现减振,这导致其只能应用于振动频率变化较小的设备。弱非线性动力吸振器能够在一定程度上拓宽减振频带,然而它仍然只能从某一特定频带吸收振动能量。半主动式、主动式和混合式吸振器设计,使动力吸振器具有频率跟踪或多频带减振能力,然而这些方案需要额外的能源装置和控制器,因此其应用存在很大局限性。非线性能量阱是一种具有纯非线性刚度的吸振器,由于具有宽频吸振、轻质等优点,吸引了大量研究者的关注。研究表明,非线性能量阱的吸振效能要明显高于传统被动式吸振器。近年来,非线性能量阱被用于抑制多种结构的振动。
技术实现思路
技术问题:本专利技术的目的是提供一种带有非线性能量阱的周期结构,通过在基体板上周期性设置非线性的能量 ...
【技术保护点】
1.一种带有非线性能量阱的周期结构,其特征在于,该周期结构包括板基体(1),以及按照周期性或者拟周期性排列在所述板基体(1)上凸起设置的m行n列的非线性能量阱(2);其中非线性能量阱(2)由非线性弹簧(2‑1)、阻尼器(2‑2)和一个小质量块(2‑3)组成;小质量块(2‑3)位于基体(1)的上方,非线性弹簧(2‑1)和阻尼器(2‑2)分别位于板基体(1)和小质量块(2‑3)之间。
【技术特征摘要】
1.一种带有非线性能量阱的周期结构,其特征在于,该周期结构包括板基体(1),以及按照周期性或者拟周期性排列在所述板基体(1)上凸起设置的m行n列的非线性能量阱(2);其中非线性能量阱(2)由非线性弹簧(2-1)、阻尼器(2-2)和一个小质量块(2-3)组成;小质量块(2-3)位于基体(1)的上方,非线性弹簧(2-1)和阻尼器(2-2)分别位于板基体(1)和小质量块(2-3)之间。2.根据权利要求1所述的一种带有非线性能量阱的周期结构,其特征在于,在板基体(1)上凸起设置m行n列的由一层软材料(3)和一层硬材料(4)堆叠成的振子,再在每个振子上设置非线性能量阱(2)。3.根据权利要求1所述的一种带有非线性能量阱的周期结构,其特征在于,所述的非线性能量阱(2)和凸起设置的由软材料(3)和硬材料(4)堆叠成的散射体振子在基体板(1)上为单侧或者双侧布置。4.根据权利要求1所述的一种带有非线性能量阱的周期结构,其特征在于,所述的非线性能量阱(2...
【专利技术属性】
技术研发人员:万水,周鹏,王国清,李志聪,符俊冬,王潇,年玉泽,李夏元,程红光,苏强,朱营博,徐皓甜,
申请(专利权)人:东南大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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