本发明专利技术公开了一种空间杆件结构减振装置，包括若干个用于安装在空间杆件结构上的颗粒阻尼器，所述的颗粒阻尼器包括内部开设有密闭型腔的壳体以及内置在型腔当中形成粒子介质接触应力网络的若干阻尼颗粒，所述空间杆件结构的振动频率小于200Hz时，所述阻尼颗粒的恢复系数为0.4～0.7，摩擦系数为0.05～0.3，所述空间杆件结构的振动频率为200～1000Hz时，所述阻尼颗粒的恢复系数为0.1～0.4，摩擦系数为0.3～0.55。本发明专利技术还公开了一种空间杆件结构减振方法。本发明专利技术减振效果好，针对性强，能够使得空间杆件结构快速平稳，在全频率段尤其是高频段具有明显的减振效果。频段具有明显的减振效果。频段具有明显的减振效果。
【技术实现步骤摘要】
一种空间杆件结构减振装置与方法
[0001]本专利技术涉及减振
，特别涉及一种空间杆件结构减振装置以及一种应用该装置的减振方法。
技术介绍
[0002]空间杆件结构最早出现在航天以及建筑领域内，并且得到了广泛的应用。卫星和空间站的太阳能电池板支架、无线电通信天线、伸缩机械手臂以及钢架铁塔、桥梁等等，基本都是由空间杆件结构组成的。空间杆件结构在多个领域当中得到了广泛的运用，但是空间杆件结构的振动问题一直难以避免，容易造成严重影响。
[0003]例如船舶领域内，船舶航行的过程当中会产生振动，很容易影响到行船安全，也影响船上人员的身体健康，需要采取一定的隔振措施来加以控制。
[0004]在建筑领域内，就一些高层建筑类桁架结构而言，在风力扰动或者地震来临时也会产生振动，一方面对结构产生疲劳破坏，降低结构的可靠性，影响结构的安全性和耐久性，危及住户的生命财产安全，另一方面则是会产生噪音，影响居民正常生活，需要通过建筑隔振产品降低振动。
[0005]在航天领域内，由于航天器日渐向着高精度、高稳定度的方向发展，其搭载的有效载荷对平台的姿态稳定度要求较高，需要尽量减小航天器平台的微振动，以提高平台姿态稳定度，而航天器微振动的主要来源之一，便是太阳翼挠性振动。
[0006]当前航天器平台所采用的基本都是活动太阳翼，与平台的连接刚度较低，一旦航天器进行轨道转移或者姿态调整，便会产生微振动，从而减低平台的姿态稳定度。更为严重的，当太阳翼进出太阳阴影时，由于外热流变化剧烈，可能会导致太阳翼热颤振，严重降低航天器平台的姿态稳定度。此外，柔性太阳翼在航天器变轨调资或者内部零件进行机械运动时，都会产生难以自行衰减振动的问题，影响整个航天器的正常工作，甚至造成航天器的结构破坏。
[0007]可见，空间杆件结构的振动问题不容忽视。
技术实现思路
[0008]针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种空间杆件结构减振装置与方法，有效提高空间杆件结构的减振效果。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0010]一种空间杆件结构减振装置，包括若干个用于安装在空间杆件结构上的颗粒阻尼器，所述的颗粒阻尼器包括内部开设有密闭型腔的壳体以及内置在型腔当中形成粒子介质接触应力网络的若干阻尼颗粒，所述空间杆件结构的振动频率小于200Hz时，所述阻尼颗粒的恢复系数为0.4～0.7，摩擦系数为0.05～0.3，所述空间杆件结构的振动频率为200～1000Hz时，所述阻尼颗粒的恢复系数为0.1～0.4，摩擦系数为0.3～0.55。
[0011]进一步的，所述若干阻尼颗粒的外部包覆有由柔性材料制成的包装层，所述的柔
性材料为塑料或者橡胶或者纤维。
[0012]进一步的，当所述空间杆件结构的振动频率小于200Hz时，将所述阻尼颗粒的填充率设置在85％～90％之间；当所述空间杆件结构的振动频率为200～1000Hz时，阻尼颗粒的填充率设置在90％～98％之间。
[0013]进一步的，当所述空间杆件结构的振动频率小于200Hz时，型腔的内部增设隔板划分为若干个腔室，各腔室长宽设置为阻尼颗粒直径的19～21倍。
[0014]进一步的，所述空间杆件结构的振动频率为200～1000Hz时，型腔内壁面设为弧面。
[0015]进一步的，所述的空间杆件结构由若干平行且间隔设置的平面杆件结构相互连接构成，所述的平面杆件结构包括上弦杆、平行设置在所述上弦杆下方的下弦杆、分别与所述上弦杆及下弦杆相互固接构成矩形框架的第一竖杆、一端固接在所述上弦杆中心处另一端固接在所述下弦杆中心处的第二竖杆、分设在所述第二竖杆两侧且一端与所述上弦杆相固接另一端与所述下弦杆相固接的第一斜杆、两端部均与所述第一斜杆相固接的横腹杆以及若干第二斜杆，所述第二斜杆的一端与所述第一斜杆相固接，另一端与所述第二竖杆相固接；所述空间杆件结构的底部还设置有基座，所述空间杆件结构与基座之间设置有若干个隔振器。
[0016]进一步的，所述的空间杆件结构为太阳翼。
[0017]本专利技术还公开了一种空间杆件结构减振方法，在空间杆件结构上安装上述的颗粒阻尼器，所述颗粒阻尼器的安装方法如下：
[0018]A1.确定空间杆件结构的振动频率；
[0019]A2.根据空间杆件结构的振动频率对颗粒阻尼器的相关特征进行调整：
[0020]A21.阻尼颗粒的恢复系数：当所述空间杆件结构的振动频率小于200Hz时，选用恢复系数为0.4～0.7的阻尼颗粒；当所述空间杆件结构的振动频率为200～1000Hz时,选用恢复系数为0.1～0.4的阻尼颗粒；
[0021]A22.阻尼颗粒的摩擦系数：当所述空间杆件结构的振动频率小于200Hz时，选用摩擦系数为0.05～0.3的阻尼颗粒；当所述空间杆件结构的振动频率为200～1000Hz时，选用摩擦系数为0.3～0.55的阻尼颗粒。
[0022]A3.建立空间杆件结构有限元模型，添加约束，对空间杆件结构进行模态分析，确定空间杆件结构各阶频率模态最大位移处或者振动能量交汇处，将步骤A2调整得到的颗粒阻尼器安装在模态最大位移处或者能量交汇处。
[0023]进一步的，A2当中所述颗粒阻尼器的相关特征的调整还包括：
[0024]A23.阻尼颗粒的填充率：当所述空间杆件结构的振动频率小于200Hz时，将所述阻尼颗粒的填充率设置在85％～90％之间；当所述空间杆件结构的振动频率为200～1000Hz时，将所述阻尼颗粒的填充率设置在90％～98％之间。
[0025]A24.型腔结构：当所述空间杆件结构的振动频率小于200Hz时，型腔的内部增设隔板划分为若干个腔室，各腔室长宽设置为阻尼颗粒直径的19～21倍；当所述空间杆件结构的振动频率为200～1000Hz时，将型腔内壁面设为弧面。其中，各腔室长宽与阻尼颗粒直径之间的比值接近20:1为优。
[0026]进一步的，A3当中所述颗粒阻尼器的安装位置为：
[0027]当所述空间杆件结构的振动频率接近第N阶模态频率时，所述颗粒阻尼器的安装位置为所述空间杆件结构的第N阶模态最大位移处，其中N为1或2或3；当所述空间杆件结构的振动频率接近3阶以上的模态频率时，所述颗粒阻尼器的安装位置为所述空间杆件结构振动能量交汇处。
[0028]本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术所提供的减振装置与方法能够使空间杆件结构快速平稳，在全频率段尤其是高频段具有明显的减振效果，能够有效降低振动的幅值，减少振动能量的传递，达到消峰的效果；2、根据空间杆件结构的振动频率或者振动波长，有针对性地对阻尼颗粒恢复系数、阻尼颗粒摩擦系数等配置进行调整，减振的效果更好；3、减振装置结构简单、方便根据不同的振动情况进行调节，使用时的限制较少，而且适用于多种类型的空间杆件结构，普适性较强。4、将型腔内壁设计为弧面，可以增加阻尼颗粒与腔室之间的旋转接触面积以增加摩擦耗能。
附图说明
[0029]图1为本专利技术实施例一颗粒阻尼本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种空间杆件结构减振装置，其特征在于：包括若干个用于安装在空间杆件结构上的颗粒阻尼器，所述的颗粒阻尼器包括内部开设有密闭型腔的壳体以及内置在型腔当中形成粒子介质接触应力网络的若干阻尼颗粒，所述空间杆件结构的振动频率小于200Hz时，所述阻尼颗粒的恢复系数为0.4～0.7，摩擦系数为0.05～0.3，所述空间杆件结构的振动频率为200～1000Hz时，所述阻尼颗粒的恢复系数为0.1～0.4，摩擦系数为0.3～0.55。2.如权利要求1所述的一种空间杆件结构减振装置，其特征在于：所述若干阻尼颗粒的外部包覆有由柔性材料制成的包装层，所述的柔性材料为塑料或者橡胶或者纤维。3.如权利要求1所述的一种空间杆件结构减振装置，其特征在于：当所述空间杆件结构的振动频率小于200Hz时，将所述阻尼颗粒的填充率设置在85％～90％之间；当所述空间杆件结构的振动频率为200～1000Hz时，阻尼颗粒的填充率设置在90％～98％之间。4.如权利要求1所述的一种空间杆件结构减振装置，其特征在于：当所述空间杆件结构的振动频率小于200Hz时，型腔的内部增设隔板划分为若干个腔室，各腔室长宽设置为阻尼颗粒直径的19～21倍。5.如权利要求1所述的一种空间杆件结构减振装置，其特征在于：所述空间杆件结构的振动频率为200～1000Hz时，型腔内壁面设为弧面。6.如权利要求1所述的一种空间杆件结构减振装置，其特征在于：所述的空间杆件结构由若干平行且间隔设置的平面杆件结构相互连接构成，所述的平面杆件结构包括上弦杆、平行设置在所述上弦杆下方的下弦杆、分别与所述上弦杆及下弦杆相互固接构成矩形框架的第一竖杆、一端固接在所述上弦杆中心处另一端固接在所述下弦杆中心处的第二竖杆、分设在所述第二竖杆两侧且一端与所述上弦杆相固接另一端与所述下弦杆相固接的第一斜杆、两端部均与所述第一斜杆相固接的横腹杆以及若干第二斜杆，所述第二斜杆的一端与所述第一斜杆相固接，另一端与所述第二竖杆相固接；所述空间杆件结构的底部还设置有基座，所述空间杆件结构与基座之间设置有若干个隔振器。7.如权利要求1所述的一种空间杆件结构减振装置，其特征在于：所述的空间杆...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖望强，时金崧，
申请(专利权)人：厦门振为科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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