一种用于隔振降噪的颗粒状平面型弹性波超材料装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种用于隔振降噪的颗粒状平面型弹性波超材料装置，包括基座、带有卡齿的定位滑动支座、带有滑动杆的挡板、传振杆和刚性球状颗粒；基座上表面设有呈正六边形排布的卡槽，定位滑动支座通过卡齿和卡槽与基座固定连接；定位滑动支座的两端设有贯通孔，通过贯通孔与挡板上的滑动杆活动连接；定位滑动支座与挡板相对的一侧分别相对应的设有凸起，凸起之间安装有第一不锈钢压簧；在挡板与基座上表面组成的正六边形空间内填充有刚性球状颗粒，刚性球状颗粒在垂直方向上叠加排列形成两层以上的刚性球状颗粒层，组成刚性球状颗粒的二维周期结构；传振杆的一端依次穿过定位滑动支座、挡板并与底层刚性球状颗粒最外侧一列的中心颗粒同心正接触。

【技术实现步骤摘要】
一种用于隔振降噪的颗粒状平面型弹性波超材料装置
本专利技术涉及人工弹性波超构材料
，尤其涉及具有外部载荷调节功能的用于隔振降噪的颗粒状平面型弹性波超材料装置。
技术介绍
从20世纪90年代开始，基于对弹性波在结构/材料中的行为进行调控的需求，弹性波与振动在周期结构传播特性的研究引起了广泛的关注，弹性波超材料具有弹性波和振动的禁止传播频率带隙，因此可应用于机械工程、土木工程、航空航天等隔振降噪领域中。人工周期结构弹性波超材料存在带隙特性，带隙频率范围内的弹性波传播被有效抑制。利用周期结构的带隙特性和通带特性实现减振效果，相对于传统减振系统，周期结构能够在满足结构力学性能的条件下，实现减震性能，对于机械结构减振设计具有重要意义。高频振动可对电子高精度仪器等产生较大扰动，影响数据采集质量与仪器寿命。以往的隔振装置多为吸收振动的柔性连接。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种用于隔振降噪的颗粒状平面型弹性波超材料装置，该装置实现了二维条件下刚性连接隔振的方式，能够满足较高支撑强度下的隔振问题。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种用于隔振降噪的颗粒状平面型弹性波超材料装置，包括基座、带有卡齿的定位滑动支座、带有滑动杆的挡板、传振杆和刚性球状颗粒；所述基座上表面设有呈正六边形排布的卡槽，所述定位滑动支座通过所述卡齿和卡槽与所述基座固定连接；所述定位滑动支座的两端设有贯通孔，通过所述贯通孔与所述挡板上的滑动杆活动连接；所述定位滑动支座与所述挡板相对的一侧分别相对应的设有凸起，所述凸起之间安装有第一不锈钢压簧；在挡板与基座上表面组成的正六边形空间内填充有所述刚性球状颗粒，所述刚性球状颗粒在垂直方向上叠加排列形成两层以上的刚性球状颗粒层，组成刚性球状颗粒的二维周期结构；所述定位滑动支座与所述挡板上相对应的设有传振杆孔，所述传振杆的一端依次穿过定位滑动支座上的传振杆孔、第二不锈钢压簧、垫片、螺母、挡板上的传振杆孔，且与底层刚性球状颗粒最外侧一列的中心颗粒同心正接触。进一步的，所述基座是由塑料制成的圆柱体形状，基座上表面为聚四氟乙烯材料，水平放置于稳定的平台上。进一步的，所述贯通孔平行于基座上表面、垂直于卡槽方向。进一步的，所述第二不锈钢压簧的一端与所述垫片接触，另一端与所述定位滑动支座接触。进一步的，通过调节所述螺母使第二不锈钢压簧轻微收缩，以使传振杆保持与边心刚性球状颗粒接触。进一步的，每层刚性球状颗粒层中每三个颗粒产生的凹陷处叠放刚性球状颗粒，形成两层以上的紧密排列的刚性球状颗粒结构。进一步的，所述基座上还设有用于紧固所述定位滑动支座的插销，所述插销穿过卡齿和卡槽。进一步的，所述基座上预留有位于定位滑动支座之间的方形孔，所述方形孔内设有传振杆支座。与现有技术相比，本专利技术的技术方案所带来的有益效果是：1.本装置属于结构紧密的刚性结构。因不采用弹簧等柔性结构连接，相较一般的柔性隔振降噪装置具有结构更加稳定、高荷载情况下屈服量较小。2.本专利技术的装置采用由上层颗粒引起的水平压力分量，产生周期结构内部的轴向载荷，达到灵活调节特定频率隔振降噪的效果。因上层颗粒偏移隔振降噪装置振动轴心，能够在不分解装置或更换零件的前提下对隔振降噪的特定频率进行变更。较已知的旧型颗粒状非线性隔振降噪装置具有便于调节振动与波动禁带的优点。3.本专利技术实施例为二维构型，相较于一维的隔振降噪装置具有可以二维抑制振动的特点，可以用于存在一定角度的隔振降噪情况或需要控制振动指向性传播的情况。附图说明图1为本专利技术实施例提供的用于隔振降噪的颗粒状平面型弹性波超材料装置的三维立体结构示意图。图2为本专利技术实施例提供的装置的实际构型的爆炸结构示意图。图3为本专利技术实施例提供的定位滑动支座与挡板连接处的装配细节示意图。附图标记：1-基座，2-定位滑动支座，3-挡板，4-传振杆，5-刚性球状颗粒，6-轻质不锈钢压簧，7-重质不锈钢压簧，8-插销，9-传振杆支座具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。通过人工周期结构在几何与材料参数上的变化，可以对周期结构弹性波带隙的位置与宽度等特性进行人为调控。本专利技术实施例提出了一种用于隔振降噪的颗粒状平面型弹性波超材料，由于非线性弹性波超材料是人工周期性结构，此种人工周期结构可有效针对发生振动的结构的连接处，解决某些特定频率振动的抑制问题。本专利技术实施例的用于隔振降噪的颗粒状平面型弹性波超材料所采用的方案是：将需要特定频率隔振的装置，通过螺栓与本专利技术实施例中的传振轴螺接。当本装置所固定的结构发生振动时，弹性波通过周期排列的刚性球状颗粒系统，在带隙机理的影响下达到针对特定频率的弹性波的隔振降噪效果。本装置中虽含有弹簧，但弹簧仅作为保持刚性颗粒紧密的装置。其传导主体为刚性连接，并非采用弹簧进行柔性连接。本专利技术实施例提供的一种用于隔振降噪的颗粒状平面型弹性波超材料的结构如图1和图2所示，包括：带有卡槽的基座1、带有卡齿的定位滑动支座2、带有滑动杆的挡板3、传振杆4、刚性球状颗粒5、轻质不锈钢压簧6、重质不锈钢压簧7、插销8和传振杆支座9。基座1为塑料材质制成的圆柱体基座，本实施例中为PVC材料，基座1的上表面为自润滑材料，本实施例中自润滑材料为聚四氟乙烯；基座1放置在水平稳定平台上。基座1的上表面有正六边形排布的卡槽，通过卡槽与定位滑动支座2(本例中为PVC制)上的卡齿相连接，插销8(本例中为PVC制)穿过定位滑动支座与基座上的定位孔洞将两者牢固相连。定位滑动支座2的两端有平行于基座上表面、垂直于卡槽方向的贯通孔，通过贯通孔与自润滑材料制成的(本例中为聚四氟乙烯制)挡板3上的滑动杆相连接，同时在挡板3与定位滑动支座2间有两个重质不锈钢压簧7，在基座1、挡板3所形成的正六边形棱柱空间内，在平行于基座上表面的平面上紧密排列刚性球状颗粒5，本例中刚性球状颗粒5为Gcr15轴承钢制，并在垂直于平面结构的方向上叠加排列刚性球状颗粒层，组成多层立体刚性球状颗粒的周期结构。每个定位滑动支座与挡板都设置有孔洞，孔洞的直径与传振杆4直径一致，孔洞的中心与最下一层刚性球状颗粒层最外侧一排正中心的颗粒的中心同心，本实施例中传振杆4为M5双头螺杆；传振杆4穿过孔洞通过螺母、垫片轻微压缩轻质不锈钢压簧6，本实施例中轻质不锈钢压簧6和重质不锈钢压簧7均为304不锈钢制，传振杆4还与最下面刚性球状颗粒最外侧一列的中心颗粒正接触，轻质不锈钢压簧6的另一末端与定位滑动支座接触。传振杆支座9(本实例中为PVC制)紧密插入基座1上均匀分布于边缘的预留方形孔中。此传振杆支座在本实施例中未实际使用，是针对进一步改进预留的接口。本实施例中基座1为上表面为聚四氟乙烯的PVC本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于隔振降噪的颗粒状平面型弹性波超材料装置，其特征在于，包括基座、带有卡齿的定位滑动支座、带有滑动杆的挡板、传振杆和刚性球状颗粒；所述基座上表面设有呈正六边形排布的卡槽，所述定位滑动支座通过所述卡齿和卡槽与所述基座固定连接；所述定位滑动支座的两端设有贯通孔，通过所述贯通孔与所述挡板上的滑动杆活动连接；所述定位滑动支座与所述挡板相对的一侧分别相对应的设有凸起，所述凸起之间安装有第一不锈钢压簧；在挡板与基座上表面组成的正六边形空间内填充有所述刚性球状颗粒，所述刚性球状颗粒在垂直方向上叠加排列形成两层以上的刚性球状颗粒层，组成刚性球状颗粒的二维周期结构；所述定位滑动支座与所述挡板上相对应的设有传振杆孔，所述传振杆的一端依次穿过定位滑动支座上的传振杆孔、第二不锈钢压簧、垫片、螺母、挡板上的传振杆孔，且与底层刚性球状颗粒最外侧一列的中心颗粒同心正接触。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于隔振降噪的颗粒状平面型弹性波超材料装置，其特征在于，包括基座、带有卡齿的定位滑动支座、带有滑动杆的挡板、传振杆和刚性球状颗粒；所述基座上表面设有呈正六边形排布的卡槽，所述定位滑动支座通过所述卡齿和卡槽与所述基座固定连接；所述定位滑动支座的两端设有贯通孔，通过所述贯通孔与所述挡板上的滑动杆活动连接；所述定位滑动支座与所述挡板相对的一侧分别相对应的设有凸起，所述凸起之间安装有第一不锈钢压簧；在挡板与基座上表面组成的正六边形空间内填充有所述刚性球状颗粒，所述刚性球状颗粒在垂直方向上叠加排列形成两层以上的刚性球状颗粒层，组成刚性球状颗粒的二维周期结构；所述定位滑动支座与所述挡板上相对应的设有传振杆孔，所述传振杆的一端依次穿过定位滑动支座上的传振杆孔、第二不锈钢压簧、垫片、螺母、挡板上的传振杆孔，且与底层刚性球状颗粒最外侧一列的中心颗粒同心正接触。


2.根据权利要求1所述一种用于隔振降噪的颗粒状平面型弹性波超材料装置，其特征在于，所述基座是由塑料制成的圆柱体形状，基座上表面为聚四氟乙烯材料，水平放置于稳定的平台上。


3.根据权利要求1所述一种用于隔振降噪...

【专利技术属性】
技术研发人员：王毅泽，王苏宇，汪越胜，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12