具有准零刚度的低频隔振单元及新型弹簧制造技术

本发明专利技术涉及一种具有准零刚度的低频隔振单元及新型弹簧，其中，低频隔振单元，包括底座、竖板和具有准零刚度特征的连接凹板；所述底座为弧形结构，且具有由其顶部向下凹进的异形凹陷；两个所述连接凹板对称设置于所述竖板的两侧，且两个所述连接凹板的第一端分别与所述竖板的底部连接，两个所述连接凹板的第二端分别与所述异形凹陷的两侧壁连接。本发明专利技术结构简单紧凑，自重轻质，且具有较强的承载能力，以及超低频隔振性能。及超低频隔振性能。及超低频隔振性能。

【技术实现步骤摘要】
具有准零刚度的低频隔振单元及新型弹簧


[0001]本专利技术涉及弹簧
，具体是关于一种具有准零刚度的低频隔振单元及新型弹簧。

技术介绍

[0002]隔振是为了减少振动及其诱发不良影响而采取的重要措施，一般地，在振源和接受结构之间引入隔振元件，通过改变振动传递途径的方式达到隔离振动的目的。弹簧隔振器作为一种重要的隔振元件，其能够在发挥弹力支撑作用的同时又能隔离振动的传递。常见的弹簧隔振器通常是由弹簧元件和阻尼器并联构成，例如，汽车、高铁等交通运输工具的悬挂系统。
[0003]然而，上述实现隔振的方式对隔振器具有较高的要求，且弹簧元件和阻尼器的不协调配合会严重影响隔振效果，甚至会引发不可预测的事故。另外，由于弹簧元件和阻尼器组合形式获得弹簧隔振器通常结构体积大，且阻尼器对应用场景具有较高要求，因此一些应用领域会受到限制，例如，航空航天器的隔振应用。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种具有准零刚度的低频隔振单元及新型弹簧，其结构简单紧凑，自重轻质，且具有较强的承载能力，以及超低频隔振性能。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：
[0006]本专利技术所述的具有准零刚度的低频隔振单元，包括底座、竖板和具有准零刚度特征的连接凹板；所述底座为弧形结构，且具有由其顶部向下凹进的异形凹陷；两个所述连接凹板对称设置于所述竖板的两侧，且两个所述连接凹板的第一端分别与所述竖板的底部连接，两个所述连接凹板的第二端分别与所述异形凹陷的两侧壁连接。
[0007]所述的低频隔振单元，优选地，所述连接凹板为一板状结构在其中部向下凹进形成的“几”字形连接凹板。
[0008]所述的低频隔振单元，优选地，所述“几”字形连接凹板的参数设置满足以下公式：
[0009][0010]式中，E是“几”字形连接凹板的杨氏模量材料特性；A是横截面积A＝bh，b是宽度，h是厚度；I是“几”字形连接凹板横截面的惯性矩I＝bh3/12；L1＝2d+a，a、d和c是“几”字形连接凹板的尺寸参数；l是“几”字形连接凹板倾斜之后的投影长度，l＝2L1cosθ；θ是倾斜角度。
[0011]本专利技术所述的新型弹簧，其特征在于，包括：准零刚度低频隔振组件，若干个所述准零刚度低频隔振组件依次层叠设置，每个所述准零刚度低频隔振组件均由若干个权利要求1至3中任一项的具有准零刚度的低频隔振单元周向拼接形成环状结构；顶圈，所述顶圈设置于最上层的所述准零刚度低频隔振组件的顶部。
[0012]所述的新型弹簧，优选地，每层所述准零刚度低频隔振组件中的具有准零刚度的低频隔振单元的数量相同，以实现宽频隔振功能。
[0013]所述的新型弹簧，优选地，每层所述准零刚度低频隔振组件中的具有准零刚度的低频隔振单元的数量不同，以实现多承载能量的隔振功能。
[0014]本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
[0015](1)本专利技术的每层准零刚度低频隔振组件可采用相同数量的具有准零刚度的低频隔振单元以实现宽频隔振功能；同时，也可采用每层不同数量的具有准零刚度的低频隔振单元以实现多承载能力的隔振功能；
[0016](2)本专利技术所述的新型弹簧的结构简单紧凑，自重轻质。
附图说明
[0017]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：
[0018]图1是本专利技术的第一实施方式的整体结构示意图，其中每层的低频隔振单元的数量相同；
[0019]图2是本专利技术的准零刚度低频隔振单元的结构示意图；
[0020]图3是本专利技术的具有准零刚度特征的连接凹板的结构示意图；
[0021]图4是本专利技术的第一实施方式的力
‑
位移曲线图；
[0022]图5是本专利技术的第二实施方式的整体结构示意图，其中每层的低频隔振单元的数量不相同；
[0023]图6是本专利技术的第二实施方式的力
‑
位移曲线图。
[0024]附图中各标记表示如下：
[0025]1‑
顶圈；2
‑
准零刚度低频隔振组件；201
‑
具有准零刚度的低频隔振单元；2011
‑
底座；2012
‑
连接凹板；2013
‑
竖板。
具体实施方式
[0026]下面将参照附图更详细地描述本专利技术的示例性实施方式。虽然附图中显示了本专利技术的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本专利技术，并且能够将本专利技术的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0027]本专利技术提供一种具有准零刚度的低频隔振单元及新型弹簧，由具有准零刚度的低频隔振单元组成准零刚度低频隔振组件，以使新型弹簧具有超低频隔振性能，且结构简单紧凑，自重轻质，且具有较强的承载能力。
[0028]实施例1：
[0029]如图2所示，本专利技术提供一种具有准零刚度的低频隔振单元201，包括底座2011、竖板2013和具有准零刚度特征的连接凹板2012；底座2011为弧形结构，且具有由其顶部向下凹进的异形凹陷；两个连接凹板2012对称设置于竖板2013的两侧，且两个连接凹板2012的第一端分别与竖板2013的底部连接，两个连接凹板2012的第二端分别与异形凹陷的两侧壁
连接。
[0030]在上述实施例中，优选地，连接凹板2012为一板状结构在其中部向下凹进形成的“几”字形连接凹板。
[0031]其中，“几”字形连接凹板的参数设置满足以下公式：
[0032][0033]式中，E是“几”字形连接凹板的杨氏模量材料特性；A是横截面积A＝bh，b是宽度，h是厚度；I是“几”字形连接凹板横截面的惯性矩I＝bh3/12；L1＝2d+a，a、d和c是“几”字形连接凹板的尺寸参数；l是“几”字形连接板倾斜之后的投影长度，l＝2L1cosθ；θ是倾斜角度。
[0034]实施例2：
[0035]如图1所示，本专利技术还提供一种新型弹簧，包括：顶圈1和若干个环形结构的准零刚度低频隔振组件2，若干个准零刚度低频隔振组件2依次层叠设置，且顶圈1设置于最上层的准零刚度低频隔振组件2的顶部；每个准零刚度低频隔振组件2均由若干个具有准零刚度的低频隔振单元201周向拼接而成。
[0036]需要说明的是，在若干个准零刚度低频隔振组件2依次层叠设置时，由下向上数，第一层的若干个具有准零刚度的低频隔振单元周向拼接成第一层的准零刚度低频隔振组件，每个该层的具有准零刚度的低频隔振单元的竖板与第二层的准零刚度低频隔振单元的底座底部连接，依此类推，直至，最上层的具有准零刚度的低频隔振单元的竖板与顶圈1的底部连接；
[0037]当然，准本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有准零刚度的低频隔振单元，其特征在于，包括底座、竖板和具有准零刚度特征的连接凹板；所述底座为弧形结构，且具有由其顶部向下凹进的异形凹陷；两个所述连接凹板对称设置于所述竖板的两侧，且两个所述连接凹板的第一端分别与所述竖板的底部连接，两个所述连接凹板的第二端分别与所述异形凹陷的两侧壁连接。2.根据权利要求1所述的低频隔振单元，其特征在于，所述连接凹板为一板状结构在其中部向下凹进形成的“几”字形连接凹板。3.根据权利要求2所述的低频隔振单元，其特征在于，所述“几”字形连接凹板的参数设置满足以下公式：式中，E是“几”字形连接凹板的杨氏模量材料特性；A是横截面积A＝bh，b是宽度，h是厚度；I是“几”字形连接凹板横截面的惯性矩I＝bh3/12；L1＝2d+a，a、d和c...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文龙，周济，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：