一种环形蝶翼共振减振装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种环形蝶翼共振减振装置，结构包括：四个蝶翼振子结构、环形紧固装置。该结构使用环形固定装置将蝶翼振子结构固定于需减振的高压管道；所述蝶翼振子结构绕环形固定装置以90度间隔所固定。所述蝶翼振子结构包括：侧向局域共振片、后置可调节质量块和连接部分。本发明专利技术与传统的振动控制技术相比，对低频波的抑制效果较好。通过改变侧向局域共振片以及后置可调节质量块的质量大小，以实现不同频率减振。同时本发明专利技术对实际工程中需减振的结构没有形状要求，并使用螺栓连接，可以快速拆卸以实现重复使用。卸以实现重复使用。卸以实现重复使用。

【技术实现步骤摘要】
一种环形蝶翼共振减振装置
[0001]本专利技术涉及振动控制领域，特别涉及一种环形蝶翼共振减振装置。

技术介绍

[0002]振动问题在机械、土木建筑、交通运输、军事等领域都普遍存在。在实际工程中，振动及振动噪声多为宽频激励，传统的振动控制技术对于这类低频波的抑制效果并不理想。
[0003]而侧向局域共振技术，近年来被广泛应用于振动控制领域，针对上述的背景需求，开始构想一种使用侧向局域共振技术的减振装置应用于实际工程场景中进行减振。希望能够使用侧向局域共振结构的“超构材料”技术路线缓解实际工程场景中的振动问题，形成一种适应度高、通用的侧向局域共振减振结构。为此，进行了原理分析、结构设计，得到了一种环形蝶翼共振减振装置，如此，可以大幅、定点、定频的缓解实际工程中的振动问题，延长实际工程中的机械结构使用寿命，提高经济效益。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出了一种环形蝶翼共振减振装置，能够大幅、定点、定频的缓解实际工程中的振动问题，延长实际工程中的机械结构使用寿命，提高经济效益。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0006]一种环形蝶翼共振减振装置，其特征在于：包括蝶翼振子结构(1)和环形紧固环(2)；
[0007]所述环形蝶翼共振减振装置，使用环形固定环(2)固定于实际工程中需减振部位；所述蝶翼振子结构(1)包括侧向局域共振片(11)、后置可调节质量块(12)、后置质量块固定结构(13)。
[0008]进一步的，所述的蝶翼振子结构(1)，其特征在于：所述侧向局域共振片(11)由连接部分(14、15、16)对称固定于蝶翼振子结构(1)两侧。
[0009]进一步的，所述的侧向局域共振片(11)，其特征在于：所述侧向局域共振片(11)包括有蝶翼刚度片(101)和侧向可调节质量块(102)，所述蝶翼刚度片(101)形状为“X”形。
[0010]进一步的，所述的后置可调节质量块(12)，其特征在于：几何形状为圆柱形。
[0011]再进一步的，所述的后置可调节质量块(12)，其特征在于：所述后置可调节质量块(12)由后置质量固定结构(13)固定于蝶翼振子结构(1)正后方，所述后置可调节质量块(12)的轴线垂直于实际工程中需减振部位法向。
[0012]与现有技术相比本专利技术具有如下优点：
[0013]与传统的振动控制技术相比，本专利技术在实验阶段显示对低频波的抑制效果较好。本专利技术装置，安装极其方便，并且可实现任意点安装，对实际工程中需要减振的结构没有形状要求。同时，本专利技术后置可设计质量块大小可根据实际工程需要进行调节，从而达到定频减振。
附图说明
[0014]图1是本专利技术的结构示意图；
[0015]图2是蝶翼振子结构详图；
[0016]图3是侧向局域共振片详图；
[0017]图4是高压管道减振实施例示意图；
[0018]图5是周期附加侧向局域共振减振结构示意图；
[0019]图6是侧向局域共振减振结构理论示意图；
[0020]1、蝶翼振子结构；2、环形紧固环；11、侧向局域共振片；12、后置可调节质量块；13、后置质量块固定结构；14、合叶杆；15、合叶片；16、连接片；17、短螺丝；18、长螺丝；19、螺母；101、蝶翼刚度片；102、侧向可调节质量块。
具体实施方式
[0021]为了便于理解本专利技术，下面结合实际工程结构以及附图对本专利技术做进一步说明：
[0022]附图中给出了本专利技术的结构图，本专利技术可适用于任何需减振的实际工程，并不限于高压管道。提供高压电管道相关实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面，便于理解。
[0023]一种环形蝶翼共振减振装置，如图1所示，包括蝶翼振子结构(1)和环形紧固环(2)；如图2所示，蝶翼振子结构(1)包括侧向局域共振片(11)、后置可调节质量块(12)、后置质量块固定结构(13)和连接部分(14、15、16、17、18、19)。
[0024]本专利技术使用环形固定环(2)固定于实际工程中需减振部位，专利技术中的侧向局域共振片(11)由连接部分(14、15、16)对称固定于蝶翼振子结构(1)两侧，后置可调节质量块(2)有后置质量块固定结构(13)固定于侧向局域共振减振结构后方。
[0025]以高压管道为例，具体实施方式如图4所示。
[0026]本专利技术装置的减振原理是在需要减振的实际工程结构上附加“超构材料”系统，所述“超构材料”系统为本专利技术所述的侧向局域共振减振结构。本专利技术所述的侧向局域共振减振系统的理论原理如下节工作原理所述。在具体实施时，需要根据实际工程的需要去调整侧向局域共振减振结构中的刚度、质量来达到预期减振效果。
[0027]工作原理
[0028]本专利技术装置的减振原理是在需要减振的实际工程结构上附加“超构材料”系统，所述“超构材料”系统为本专利技术所述的侧向局域共振减振结构。
[0029]“超构材料”系统再实际工程中的工作原理为：当实际工程结构受到外部激励时，可将这个激励视作外力做的非保守功W
nc
，此时被视为附加系统的侧向局域共振减振结构也被激励起来，此时对周期结构中的一个单元应用广义哈密顿原理解得非零解，进而可以求得该侧向局域共振减振结构的色散关系，即带隙特性。周期附加侧向局域共振减振结构带隙所在频率与实际工程试件响应中占主导的第n阶频率之差的绝对值最小，可实现减振效果。通过调整装置的安装位置实现定点减振的目的；通过调节附加上的附加质量大小，实现实际工程中不同频段的减振。
[0030]图5～6为本专利技术工作原理示意图，下面做具体解释：
[0031]为方便做解释，选取无阻尼情况进行解释说明，仅选用无限周期结构中的一个单
元为一个胞元进行理论公式推导说明：
[0032]如图5所示，对无限周期结构中的一个单元应用广义哈密顿原理：
[0033][0034]其中L为胞元内梁长度，T为动能，U为势能，W
nc
为外力做的非保守功，此时有：
[0035][0036][0037]δW
nc
＝EIw
″1δw
′1‑
EIw
″
‑1δw
′
‑1+EIw
″′
‑1δw
‑1‑
EIw
″′1δw1[0038]又如图6所示，基于小位移假设，侧向局域共振减振结构的侧向位移与垂直的位移关系有：
[0039][0040]此时整理方程有：
[0041][0042][0043]再整理有单个胞元的控制方程，并设定系数矩阵行列式为0，可以得到非零解：
[0044][0045]从而可以求得本侧向局域共振减振结构的色散关系，即带隙特性。根据实际工程需要，应调整侧向局域共振减振结构相应的质量、刚度等参数，可以设计出与实际工程相对应的减振结构。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环形蝶翼共振减振装置，其特征在于：包括蝶翼振子结构(1)和环形紧固环(2)；所述环形蝶翼共振减振装置，使用环形紧固环(2)固定于实际工程中需减振部位；所述蝶翼振子结构(1)包括侧向局域共振片(11)、后置可调节质量块(12)、后置质量块固定结构(13)和连接部分(14、15、16、17、18、19)。2.根据权利要求1所述的蝶翼振子结构(1)，其特征在于：所述侧向局域共振片(11)由连接部分(14、15、16)对称固定于蝶翼振子结构(1)两侧。3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：段尊义，刘亿，张天乐，徐斌，朱继宏，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：