一种涡形减振器及其制作方法技术

本发明专利技术涉及一种涡形减振器，包括基台，所述基台与振动主体相连，所述基台的侧面设有减振杆，所述减振杆的截面为圆形，所述减振杆的中心线呈阿基米德螺旋线形状弯曲，所述减振杆邻近所述基台的一端为首端、远离所述基台的一端为末端，所述减振杆由首端至末端其截面半径逐渐减小，所述减振杆的末端包覆有阻尼层。本发明专利技术使得减振杆与振动主体之间呈任意角度时弯曲波均能垂直进入减振杆结构，即弯曲波能量均能在减振杆的末端的尖端处聚集并被阻尼层吸收，减振降噪效果好，并且减振器安装角度更加的灵活，能适应更多样的安装空间，实用性更强。强。强。

【技术实现步骤摘要】
一种涡形减振器及其制作方法


[0001]本专利技术涉及减振降噪
，尤其涉及一种涡形减振器及其制作方法。

技术介绍

[0002]声学黑洞是一种厚度遵循幂函数规律变化的结构。研究表明，当声学黑洞区域的厚度变化遵循幂函数规律，且幂函数的指数不小于2时，弯曲波传播至声学黑洞区域时，波速会逐渐减小，波长变短，当传至声学黑洞区域接近厚度为0的位置时，弯曲波累计相位趋于无穷大，弯曲波便会聚集在声学黑洞中心区域，利用这一特性，声学黑洞可有效缓解结构振动噪音问题。
[0003]为了在较低的频率范围内使用基于声学黑洞的减振器阻尼振动，使用长声学黑洞是不可避免的，因为截止频率(即声学黑洞吸收波的起始频率)随着声学黑洞的长度增加而降低。然而，由于空间的限制，在许多应用中不期望使用长的声学黑洞，作为补救措施，已经提出了垂直螺旋声学黑洞和水平螺旋声学黑洞，从而有效吸收紧凑空间中的弯曲波，减振器的螺旋结构使得长声学黑洞占用更少的空间，实现了在较小的空间内布置较长声学黑洞的目的，提升了低频的减振作用。
[0004]现有技术中的螺旋声学黑洞，其横截面多为长方形，如中国专利CN115620689A公开的一种环状螺旋式声学黑洞减振结构，包括采用耐高温材料制成的中心圆环、多个阿基米德螺旋线声学黑洞和环带，中心圆环套设于待减振管状结构的表面；每个阿基米德螺线声学黑洞均由一个一维声学黑洞的末端以阿基米德螺线的形式绕待减振管状结构卷曲形成；各一维声学黑洞的首端均通过中心圆环固定于待减振管状结构的表面，且各一维声学黑洞的首端沿待减振管状结构的周向均匀布设在中心圆环中；一维声学黑洞的厚度从一维声学黑洞的首端向一维声学黑洞的末端以指数形式递减；阻尼环带粘附于阿基米德螺线声学黑洞的最外层轮廓上，各环带共同构成减振结构的最外层轮廓。
[0005]前述现有技术采用环状螺旋式声学黑洞减振结构实现管状结构的减振降噪，达到了轻质的效果，但是前述现有技术中的声学黑洞的截面呈长方形，而声学黑洞的吸振减振原理使得布置声学黑洞时要保证弯曲波垂直声学黑洞结构才可达到最佳减振效果，因此，对于前述横截面为长方形的螺旋式声学黑洞，仅将声学黑洞与弯曲波垂直安装才具有更好的减振降噪的效果，即单个声学黑洞的安装形式单一；并且如前述现有技术中的多个声学黑洞组合设置的结构，仅适用于管状结构的减振降噪，可供减振器安装的空间比较特殊，不具有普适性。

技术实现思路

[0006]本专利技术意在提供一种涡形减振器及其制作方法，以解决现有技术中存在的不足，本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案来实现。
[0007]一种涡形减振器，包括基台，所述基台与振动主体相连，所述基台的侧面设有减振杆，所述减振杆的截面为圆形，所述减振杆的中心线呈阿基米德螺旋线形状弯曲，所述减振
杆邻近所述基台的一端为首端、远离所述基台的一端为末端，所述减振杆由首端至末端其截面半径逐渐减小，所述减振杆的末端包覆有阻尼层。
[0008]优选的，所述基台为长方体形状，所述基台与所述减振杆相连接的侧面尺寸和减振杆的首端的端面尺寸相匹配。
[0009]优选的，所述减振杆的截面半径的变化公式为h(s)＝ε(L
‑
s)
m
+h0，m≥2，其中，s为沿减振杆的中心线的减振杆上的点距离基台的长度，L为减振杆的中心线的总长度，h0为减振杆的最小截面的半径。
[0010]优选的，所述阻尼层的材料为橡胶。
[0011]优选的，所述基台和/或所述减振杆由金属材料制成。
[0012]优选的，所述基台和/或所述减振杆的材料为铝。
[0013]本专利技术还提供一种涡形减振器的制作方法，包括如下步骤：分别制作基台、减振杆和阻尼层，将阻尼层包覆并粘结于所述减振杆的末端；将减振杆较粗的一端与基台的侧面固定连接。
[0014]优选的，：所述基台通过数控机床加工成型。
[0015]优选的，制作减振杆的方法包括如下步骤：步骤一，通过数控机床或3D打印机加工出中心线呈直线的锥台形的减振杆，所述减振杆的截面半径的变化公式为h(s)＝ε(L
‑
s)
m
+h0，m≥2，其中，s为沿减振杆的中心线减振杆上的点距离基台的长度，L为减振杆的中心线的总长度，h0为减振杆的最小截面的半径；步骤二，将减振杆的中心线沿阿基米德螺旋线进行折弯。
[0016]优选的，通过焊接或粘接剂粘结的方式将减振杆的较粗的一端与基台的侧面固定连接。
[0017]本专利技术中，减振杆的中心线呈阿基米德螺旋线形状弯曲，即减振杆整体呈涡形，使得减振器占用更少的空间，减振杆的截面呈圆形，使得减振杆的安装角度呈任意角度时弯曲波均能垂直进入减振杆结果，使得减振器的空间布置更加的灵活，实用性更强；弯曲波能量均能在减振杆的末端尖端处聚集，阻尼层的设置，将聚集在减振杆末端尖端处的能量吸收，从而起到减振降噪的作用。
附图说明
[0018]图1为本专利技术的结构示意图；
[0019]图2为本专利技术的另一角度的结构示意图；
[0020]图3为本专利技术的减振杆的中心线呈直线状态的结构示意图；
[0021]图4为不安装减振器的参考梁以及减振器安装于均匀梁的结构示意图，其中，a为不安装减振器的参考梁的结构示意图，b为减振杆与基台呈90
°
安装时减振器安装于均匀梁上的结构示意图，c为减振杆与基台呈0
°
安装时减振器安装于均匀梁上的结构示意图；
[0022]图5为减振杆与振动主体之间呈不同安装角度时的俯视结构示意图；
[0023]图6为减振杆与振动主体之间呈不同安装角度时的侧视结构示意图；
[0024]图7为有限元仿真分析的激励加载示意图，其中，a1为不安装减振器的参考梁上的有限元仿真分析的激励加载示意图，b1为安装有减振器的均匀梁上的有限元仿真分析的激励加载示意图，F为激励加在点，P为采集点；
[0025]图8为参考梁以及减振杆与均匀梁的安装角度为0
°
、30
°
、45
°
、60
°
、90
°
的结构进行瞬态分析时在0.001s和0.03s时的位移云图；
[0026]图9为参考梁、减振杆与均匀梁之间呈0
°
安装、90
°
安装三种结构的均方振动速度对比图；
[0027]图10为参考梁、减振杆与均匀梁之间呈30
°
安装、45
°
安装、60
°
安装四种结构的均方振动速度对比图；
[0028]图11为减振器在不同起始半径R下的系统模态损失因子图；
[0029]图12为减振器在不同的螺距d下的系统模态损失因子图；
[0030]图13为减振器在不同的阻尼层厚度b下的系统模态损失因子图；
[0031]图14为减振器在不同的阻尼层长度l下的系统模态损失因子图；
[0032]附图中的附图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种涡形减振器，其特征在于：包括基台(1)，所述基台(1)与振动主体相连，所述基台(1)的侧面设有减振杆(2)，所述减振杆(2)的截面为圆形，所述减振杆(2)的中心线呈阿基米德螺旋线形状弯曲，所述减振杆(2)邻近所述基台(1)的一端为首端、远离所述基台(1)的一端为末端，所述减振杆(2)由首端至末端其截面半径逐渐减小，所述减振杆(2)的末端包覆有阻尼层(3)。2.根据权利要求1所述的一种涡形减振器，其特征在于：所述基台(1)为长方体形状，所述基台(1)与所述减振杆(2)相连接的侧面尺寸和减振杆(2)的首端的端面尺寸相匹配。3.根据权利要求1所述的一种涡形减振器，其特征在于：所述减振杆(2)的截面半径的变化公式为h(s)＝ε(L
‑
s)
m
+h0，m≥2，其中，s为沿减振杆的中心线减振杆上的点距离基台(1)的长度，L为减振杆的中心线的总长度，h0为减振杆的最小截面的半径，。4.根据权利要求1所述的一种涡形减振器，其特征在于：所述阻尼层(3)的材料为橡胶。5.根据权利要求1所述的一种涡形减振器，其特征在于：所述基台(1)和/或所述减振杆(2)由金属材料制成。6.根据权利要求5所述的一种涡形减振器，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张博强，候庆文，高献坤，张强强，郭晓静，
申请(专利权)人：河南农业大学，
类型：发明
国别省市：