一种粒子阻尼声子晶体结构制造技术

本实用新型专利技术提供了一种粒子阻尼声子晶体结构，涉及航天、建筑的减振降噪处理技术领域。其中，这种结构至少包括一层阻尼结构，阻尼结构包括基体层和阻尼器；若干阻尼器固定设置在基体层上并呈有序排列；阻尼器包括外壳和填充在外壳内腔的阻尼颗粒；其中一层阻尼结构当中的基体层远离阻尼器的一面与另一层阻尼结构当中的阻尼器未固定在基体层的一侧连接，该结构具有良好的减振效果。

【技术实现步骤摘要】
一种粒子阻尼声子晶体结构
本技术涉及航天、建筑的减振降噪处理
，具体而言，涉及一种粒子阻尼声子晶体结构。
技术介绍
粒子阻尼技术是由填充在振动结构空腔(或附加空腔)中的粒子提供阻尼的技术，在结构发生振动时，由于振动的粒子容器与内部粒子之间的运动耦合与能量转移，导致粒子单元体之间以及粒子单元体与振动容器之间产生碰撞、摩擦、辐射噪声等，从而耗散振动主结构的能量。这种粒子阻尼技术可以运用在航天设备以及建筑设备的减振降噪处理上。尽管粒子阻尼减振的机理本质尚无确切的定论，但利用粒子单元之间能耗原理减少弹性体振动则成为减振降噪研究的热点，众多学者开展了大量的研究，如：齿轮减振，重型压缩机机组粒子阻尼双层浮阀减振。目前，粒子阻尼减振和能耗特性，则主要通过实验验证与理论分析获得，在理论分析方面，则主要有等效恢复系数分析方法、等效粘滞阻尼分析方法，基于离散元的理论能耗分析方法、离散元-有限元耦合分析方法等，然而，一般结构振动是弹性波在介质中随时间的振动能量的传播，本质上也是应力波的传播，上述理论方法则主要分析了粒子集合体在受迫振动时的碰撞能耗、摩擦能耗、粒子单元体运动规律、粒子体对阻尼器壁的随机及平均碰撞力等，虽然通过实验验证了理论的分析的可行性，但并未对物体振动时弹性波在粒子集合中的传播特性、波转换、力链特性等进行分析为改善实际工程结构如：船舶车辆、轨道交通工具、建筑桥梁、航空航天设备、高端装备等以几何空间排列的周期性结构受迫振动时疲劳强度、改善结构动力学特性。研究弹性波传递特性和调控机理，实现对其周期性结构振动控制，众多学者提出依据声子晶体带隙理论设计特定的人工周期性结构，如声子晶体车辆隔声板结构、局域共振双基体板结构、二维梯度声子晶体板结构，声子晶体板空心圆柱-杆结构、双面声子晶体板、局域共振周期性板梁结构等方法，然而其实际设计结构却较难进行工程应用。
技术实现思路
本技术提供了一种粒子阻尼声子晶体结构，可改善设备运行时产生的振动问题。为解决上述技术问题，本技术提供了一种粒子阻尼声子晶体结构，至少包括一层阻尼结构，所述阻尼结构包括基体层和阻尼器；若干所述阻尼器固定设置在所述基体层上并呈有序排列；所述阻尼器包括外壳和填充在所述外壳内腔的阻尼颗粒；其中一层阻尼结构当中的基体层远离阻尼器的一面与另一层阻尼结构当中的阻尼器未固定在基体层的一侧连接。作为进一步优化，所述阻尼器的所述阻尼颗粒填充率为10％-100％。作为进一步优化，所述阻尼颗粒的密度为1.2g/cm3～18.3g/cm3、最长径为0.1mm～12mm、表面摩擦因子为0.02～0.99、表面恢复系数为0.1～1。作为进一步优化，所述阻尼器为圆柱形。作为进一步优化，若干所述阻尼器与所述基体层的接触面积和所述基体层与所述阻尼器的连接面面积之比满足以下关系：其中，D为所述阻尼器的外径，a为两个相邻阻尼器圆心之间的距离；f为所述接触面积与所述连接面面积之比。作为进一步优化，所述阻尼颗粒的材料为钢材、玻璃或陶瓷。作为进一步优化，所述基体层的材料为钢材、铝材、碳纤维材料或者玻璃。作为进一步优化，所述外壳的材料为钢材或者铝材。通过采用上述技术方案，本技术可以取得以下技术效果：本技术提供的一种粒子阻尼声子晶体结构，其阻尼器呈现有序排列在基体层上，使粒子阻尼声子晶体结构具有周期性和阵列式的特点，在设备发生振动时，能更有效地将能量传递给阻尼器中的阻尼颗粒，使阻尼颗粒与外壳、阻尼颗粒之间发生运动耦合与能量转移，从而起到减振效果。附图说明为了更清楚地说明本技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1是本技术提供的粒子阻尼声子晶体结构的结构示意图；图2是图1当中阻尼器的剖面图；图3是本技术提供的等效理论模型构建方法得到的等效物理特征参数及频响函数图；其中，a为等效弹性模量与频率关系曲线；b为等效瑞利阻尼α系数与频率近似关系曲线；c为等效瑞利阻尼β系数与频率关系曲线；d为有限结构传输频响函数曲线。图中标记：1-阻尼结构；10-基体层；20-阻尼器；21-外壳；22-阻尼颗粒。具体实施方式为使本技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施方式中的附图，对本技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施方式。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。下面结合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种粒子阻尼声子晶体结构，其特征在于，至少包括一层阻尼结构，所述阻尼结构包括基体层和阻尼器；若干所述阻尼器固定设置在所述基体层上并呈有序排列；所述阻尼器包括外壳和填充在所述外壳内腔的阻尼颗粒；其中一层阻尼结构当中的基体层远离阻尼器的一面与另一层阻尼结构当中的阻尼器未固定在基体层的一侧连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种粒子阻尼声子晶体结构，其特征在于，至少包括一层阻尼结构，所述阻尼结构包括基体层和阻尼器；若干所述阻尼器固定设置在所述基体层上并呈有序排列；所述阻尼器包括外壳和填充在所述外壳内腔的阻尼颗粒；其中一层阻尼结构当中的基体层远离阻尼器的一面与另一层阻尼结构当中的阻尼器未固定在基体层的一侧连接。


2.根据权利要求1所述的粒子阻尼声子晶体结构，其特征在于，所述阻尼器的所述阻尼颗粒填充率为10％-100％。


3.根据权利要求1所述的粒子阻尼声子晶体结构，其特征在于，所述阻尼颗粒的密度为1.2g/cm3～18.3g/cm3、最长径为0.1mm～12mm、表面摩擦因子为0.02～0.99、表面恢复系数为0.1～1。


4.根据权利要求1所述的粒子阻尼...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉利，王驰明，肖望强，鄢京，
申请(专利权)人：厦门振为科技有限公司，
类型：新型
国别省市：福建;35