一种含有柔性铰链的多韧带手性结构制造技术

技术编号:23753009 阅读:32 留言:0更新日期:2020-04-11 13:57
本实用新型专利技术提供了一种含有柔性铰链的多韧带手性结构,具体涉及机械振动领域。一种含有柔性铰链的多韧带手性结构由周期排列的胞元结构组成;胞元包括:圆环节点,与圆环节点相切的韧带,韧带上设置有柔性铰链;通过调整柔性铰链在韧带上的数量和位置,可以改变韧带与圆环节点的约束参数,进而改变胞元的固有频率特性,最终改变多韧带手性结构的带隙特性,实现多韧带手性结构带隙减振可设计性。与传统的多韧带手性结构相比,本实用新型专利技术通过改变柔性铰链的参数,以及柔性铰链的数量和位置,调整多韧带手性结构的带隙特性,具有带隙特性可设计性好,适用于不同频率的振动减振场合,调节简单,易于加工等特点。

A multi ligament chiral structure with flexure hinge

【技术实现步骤摘要】
一种含有柔性铰链的多韧带手性结构
本专利技术属于机械振动领域,具体涉及一种含有柔性铰链的多韧带手性结构。
技术介绍
蜂窝结构的多胞材料具有出色的比强度和优异的可设计性等优点。多韧带手性结构是由多个胞元周期重复排列而成的蜂窝型拓扑结构,胞元包括圆环节点以及与圆环节点相切的韧带。多韧带手性结构是蜂窝结构的一种,具有负泊松比效应,该结构通过韧带的缠绕变形吸收冲击载荷,存储能量,然后通过释放能量实现展开。根据每个节点上韧带数目的不同,常见的手性结构可以分为三类:三韧带手性结构、四韧带手性结构和六韧带手性结构。多韧带手性结构除了具有普通蜂窝夹层结构的优点外,还具有可设计的带隙特性,包括带隙起始频率以及带隙宽度等。手性结构因其独特的几何形状和结构性能而广泛用于航天航空、交通和军事等重要领域。特别是在需要减振隔振的场合,手性结构引起了研究人员的重视,如水下设备受冲击时,多韧带手性结构作为包覆层可以起到很好的减振和隔振效果。近年来,国内外学者对手性结构的力学性能包括静力学性能和动力学性能展开研究,希望在轻质的基础上,提高隔振减振性能。目前技术的缺点:目前多韧带手性结构的带隙特征调整,主要通过调整以下参数实现:韧带厚度,韧带宽度,圆环节点直径以及圆环节点填充材料等。每个参数对带隙特性的影响有限,往往需要同时调整多个参数才能得到需要的带隙特性,带隙特性控制比较困难。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述问题,提出一种含有柔性铰链的多韧带手性结构。柔性机构是利用材料的弹性变形传递或转换运动、力或能量的新型机构。根据柔性机构的特点,韧带上设置柔性铰链可以影响韧带的变形,进而影响其减振吸能作用。利用柔性铰链机构无间隙、无机械摩擦及可存储弹性能量等特点,通过改变柔性铰链的位置及数量,实现泊松比、面内杨氏模量、面外杨氏模量、剪切模量等参数的调整,影响胞元固有频率,最终改变多韧带手性结构的带隙特征,改善带隙特性可设计性。本专利技术提供的一种含有柔性铰链的多韧带手性结构,包括如下组成部分:所述的多韧带手性结构由胞元组成,胞元包括圆环节点,与圆环节点相切的韧带,以及设置在韧带上的柔性铰链。所述的多韧带手性结构承受外界的冲击载荷时,多韧带手性结构发生整体变形,韧带缠绕圆环节点。调节柔性铰链的位置以及增加柔性铰链的数量,可以调节手性结构的带隙特性。本专利技术相对现有技术具有如下优点和积极效果:(1)本专利技术基于欧拉梁屈曲原理,通过改变柔性铰链的位置和数量,改变胞元固有频率,调节带隙特性,实现和改善了带隙特性的可设计性。(2)本专利技术可以在不改变韧带厚度、韧带宽度、圆环节点直径以及圆环节点填充材料等参数情况下,实现带隙特性调整,具有结构简单、设计灵活等优点。附图说明图1为本专利技术实施例中含有柔性铰链的多韧带手性结构的胞元结构图。图中:1.圆环节点;2.柔性铰链;3.韧带。图2是图1中柔性铰链2的放大示意图。图3为本专利技术实施例中含有柔性铰链的多韧带手性结构的胞元周期排列示意图。具体实施方式下面将结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。本专利技术的目的在于设计一种含有柔性铰链的多韧带手性结构,达到减振隔振效果。本专利技术提供一种含有柔性铰链的多韧带手性结构,如图1、图2、图3所示,所述的多韧带手性结构由胞元组成,胞元包括圆环节点1,与圆环节点相切的韧带3,以及设置在韧带上的柔性铰链2,多个胞元周期重复排列组成多韧带手性结构。所述的与圆环节点相切的韧带3,一般为3个以上。所述的设置在韧带上的柔性铰链2,一般为1个以上。采用本专利技术一种含有柔性铰链的多韧带手性结构的工作过程。当需要对某些频率进行减振隔振时,通过调节柔性铰链2的位置和改变柔性铰链2的数量,可以改变韧带3与圆环节点1的连接约束形式,从而影响胞元的固有频率,进而改变多韧带手性结构的带隙特征包括带隙起始频率以及带隙宽度,最终实现对指定频率减振隔振的目的。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含有柔性铰链的多韧带手性结构,其特征在于:所述的多韧带手性结构由胞元组成,胞元包括圆环节点,与圆环节点相切的韧带,以及设置在韧带上的柔性铰链。/n

【技术特征摘要】
1.一种含有柔性铰链的多韧带手性结构,其特征在于:所述的多韧带手性结构由胞元组成,胞元包括圆环节点,与圆环节点相切的韧带,以及设置在韧带上的柔性铰链。


2.根据权利要求1所述的一种含有柔性铰链的多韧带手性结构,其特征在于:多个胞元周期重复排列。


3.根据权利要求1所述的一种含有柔性铰链的多韧带手性结构,其特征在于:与每个圆环节点相切...

【专利技术属性】
技术研发人员:苏勋文谭王茜邓雅天
申请(专利权)人:北京林业大学
类型:新型
国别省市:北京;11

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