一种承载隔振一体化的板壳超结构及其设计方法技术

本发明专利技术公开的一种承载隔振一体化的板壳超结构及其设计方法，属于板壳隔振技术领域。包括板壳和若干微结构组元；微结构组元为等截面块状结构，其截面轮廓线由底边和两条类反正弦函数曲线组成，两条类反正弦函数曲线的交点形成喙尖；微结构组元的底面与板壳连接；若干微结构组元周期性排布组成阵列，分隔振源和被保护对象。当振源激发的弹性波沿板壳从任意方向传播至阵列周围时，微结构组元在弹性波影响下发生弯曲和扭转振动，微结构会对板壳产生力和力矩作用，从而抑制板壳中弹性波的传播，实现了板壳中高频段任意方向入射弹性波的隔离。结构简单，加工方便，能同时对被保护对象和振源进行隔离，兼具良好的承载和隔振能力。

【技术实现步骤摘要】
一种承载隔振一体化的板壳超结构及其设计方法
本专利技术属于板壳隔振
，具体涉及一种承载隔振一体化的板壳超结构及其设计方法。
技术介绍
板壳结构在航空航天、土木、车辆、船舶等领域广泛用于固定各种仪器和设备。在实际工程中，一些设备运行过程中会产生冲击和振动，这些冲击和振动会在板壳中激起弹性波，弹性波在板中传播至其他设备处，引起其他设备失效或者破坏。因此，对板壳结构中特定区域的振动隔离是一个重要的问题。现有隔振技术根据隔振装置是否需要外部供能分为被动隔振(不需要外部供能)和主动隔振(需要外部供能)。被动隔振指对被保护对象设计弹簧阻尼隔振器，吸收从振源传来的能量，减小被保护对象的振动；主动隔振技术利用主动控制策略，通过主动调整刚度、阻尼等参数使隔振器具有宽频隔振特性。然而现有隔振器有如下缺点：1)现有隔振器其体积大，附加质量大，不利于隔振器小型化，轻型化；2)现有隔振器阻尼材料多为橡胶，而橡胶材料杨氏模量比304钢等金属材料等低4到5个数量级，造成阻尼隔振器刚度低，变形大，承载能力低；3)现有阻尼隔振器的结构复杂，与承载结构(由钢本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种承载隔振一体化的板壳超结构，其特征在于，包括板壳(1)和若干微结构组元(2)；微结构组元(2)为等截面块状结构，其截面轮廓线由底边和两条类反正弦函数曲线组成，两条类反正弦函数曲线的交点形成喙尖；微结构组元(2)的底面与板壳(1)连接；若干微结构组元(2)周期性排布组成阵列(3)分隔振源(4)和被保护对象(5)。/n

【技术特征摘要】
1.一种承载隔振一体化的板壳超结构，其特征在于，包括板壳(1)和若干微结构组元(2)；微结构组元(2)为等截面块状结构，其截面轮廓线由底边和两条类反正弦函数曲线组成，两条类反正弦函数曲线的交点形成喙尖；微结构组元(2)的底面与板壳(1)连接；若干微结构组元(2)周期性排布组成阵列(3)分隔振源(4)和被保护对象(5)。


2.根据权利要求1所述的承载隔振一体化的板壳超结构，其特征在于，板壳(1)与微结构组元(2)的材质相同且一体成型。


3.根据权利要求1所述的承载隔振一体化的板壳超结构，其特征在于，阵列(3)到振源(4)或被保护对象(5)的距离大于振源(4)弹性波的波长。


4.根据权利要求1所述的承载隔振一体化的板壳超结构，其特征在于，微结构组元(2)的喙尖背向振源(4)。


5.根据权利要求1所述的承载隔振一体化的板壳超结构，其特征在于，微结构组元(2)截面中两条类反正弦函数曲线的表达式为：



其中，a为微结构组元(2)底边中点到喙尖水平距离，取值为1/2～1振源(4)弹性波的波长；b为微结构组元(2)的高度，取值为1/2～1振源(4)弹性波的波长；m为大于零的常数，ε为微结构组元(2)底边长度t的函数(ε＝t/am)，s为定义域为[0,a]的自变量，t取值为1/4～1/2振源(4)弹性波的波长。


6.根据权利要求1所述的承载隔振一体化的板壳超结构，其特征在于，阵列(3)形成若干个不连通区域，振源(4)和被保护对象(5)分别设在不连通区域内。...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘咏泉，张云浩，周浩，张啸雨，
申请(专利权)人：西安交通大学，北京空间飞行器总体设计部，
类型：发明
国别省市：陕西;61