本发明专利技术公开了一种具有多级分段声学黑洞结构的液阻减振装置，包括充满阻尼液的缸杯和设置在缸杯内的多级分段声学黑洞结构；多级分段声学黑洞结构包括若干上下平行叠摞的具有分段幂指轮廓的声学黑洞结构；两上下相邻的声学黑洞结构间设有惯性通道阻尼盘；多级分段声学黑洞结构包括但不限于第一级声学黑洞结构和第二级声学黑洞结构；惯性通道阻尼盘上设有可供阻尼液通过的若干惯性通道；第一级声学黑洞结构的连接杆伸出缸杯，连接顶盘与现有技术相比，本发明专利技术具有截止频率低、有效频带宽、阻尼特性稳健可控的优点。本发明专利技术采用多级分段声学黑洞结构，能够对结构中传播的弯曲波起到滤波分级聚集效应，实现更低截止频率、更宽频带范围的减振效果。围的减振效果。围的减振效果。
【技术实现步骤摘要】
一种具有多级分段声学黑洞结构的液阻减振装置
[0001]本专利技术属于结构减振降噪
，具体涉及一种具有多级分段声学黑洞结构的宽频可吸附式主动液阻减振装置。
技术介绍
[0002]随着结构轻量化设计广泛应用于航空航天、高速轨道交通、电驱动车辆、大型油/电驱动工程机械等领域，结构轻量化、高强度得到了很大的提升，但随之带来的结构振动与结构声辐射问题也愈发突出。
[0003]结构产生振动与声辐射主要机理是结构中的弯曲波在传播过程中遇到截断或者结构缺陷等边界条件后发生反射，与原弯曲波形成驻波，产生结构振动，以及弹性波与环境声介质相互耦合，倏逝波逃逸产生结构声辐射。
[0004]因此，通过主控控制设计来控制结构中弯曲波，以及在结构表面黏贴阻尼材料是目前应对结构振动和声辐射的常用方法。
[0005]但是，阻尼层的黏贴通常会对系统引入外部质量，并且面对各式各样的工作环境阻尼层的效果不能得到保证，结构振动抑制的截止频率有待进一步提升。
[0006]此外，目前市面上的主动控制成本较高且机制设计较为复杂，不利于广泛推广应用。
[0007]声学黑洞结构是指在加工制造中对结构截面厚度依据幂律函数进行加工制造或裁剪的结构。这样的结构利用局部几何参数的变化来获得材料特性的梯度性变化进而获得声学黑洞效应。声学黑洞效应是通过梯度性改变结构的阻抗从而使结构中的弯曲波在声学黑洞区域传播速度逐渐减小，理想情况下实现零反射。
[0008]因此，声学黑洞结构能对结构中的弯曲波实现控制和陷波效果，可以有效实现结构振动和声辐射的抑制。
[0009]然而，现有声学黑洞结构，一方面多数是在一维或二维声学黑洞单元上只一段区间符合单个幂律规律，再通过空间的重复堆叠排列形成声学黑洞结构系统，这样的设计能够使结构在对应频段上得到一定程度上减振效果，但是有效频段较为单一；
[0010]另一方面，通常加工制造的声学黑洞结构很难达到理想的状态，通过黏贴方式，黏贴阻尼层能够进一步改善其声学黑洞效应，但是阻尼层的黏贴参数很难得到精准控制，并且黏贴效果在多样的工作环境中难以得到保证。
[0011]因此，在本领域亟需设计一种具有滤波特性、截止频率低、宽频且阻尼特性稳健可控的新型具有声学黑洞结构的减振装置，从而能在高速、高温、重载、大冲击、多激励场等复杂、极限工况下，实现对系统结构有效的结构减振和声辐射抑制。
技术实现思路
[0012]本专利技术的目的在于提供一种可解决上述问题的，实现对系统结构有效的结构减振和声辐射抑制的具有多级分段声学黑洞结构的液阻减振装置。
[0013]本专利技术公开了一种具有多级分段声学黑洞结构的液阻减振装置，包括充满阻尼液的缸杯和设置在所述缸杯内的多级分段声学黑洞结构；
[0014]所述多级分段声学黑洞结构包括若干上下平行叠摞的具有分段幂指轮廓的声学黑洞结构；两上下相邻的声学黑洞结构间设有惯性通道阻尼盘；
[0015]所述多级分段声学黑洞结构包括但不限于第一级声学黑洞结构和第二级声学黑洞结构；
[0016]所述惯性通道阻尼盘上设有可供所述阻尼液通过的若干惯性通道；
[0017]所述第一级声学黑洞结构的连接杆伸出缸杯，连接顶盘。
[0018]进一步的，所述声学黑洞结构由分段声学黑洞梁结构单元环向阵列形成；所述分段声学黑洞梁结构单元具有多段变厚度截面，其分段数量至少为段。
[0019]进一步的，所述分段声学黑洞梁结构单元包括沿径向，由内向外依次设置的均匀梁区域和分段声学黑洞区域；
[0020]所述均匀梁区域，梁厚度为定值；所述分段声学黑洞区域结构包含多段变截面区域，每段变截面区域梁厚度呈幂函数变化；在竖直方向上，所述分段声学黑洞区域处于所述惯性通道阻尼盘的惯性通道区域范围内。
[0021]进一步的，所述分段声学黑洞区域包括第一段声学黑洞区域、第二段声学黑洞区域和第三段声学黑洞区域；
[0022][0023]其中，x表示分段声学黑洞梁变截面区域某点距离声学黑洞结构边缘水平距离，h(x)表示该点所在截面厚度，m1、m2、m3分别表示分段声学黑洞第一、二、三段声学黑洞区域所服从的幂指数，且m1、m2、m3必须大于等于2，ε1、ε2、ε3分别表示每段幂函数变截面系数。
[0024]进一步的，所述顶盘包括接触减振部件的金属盘和设置在所述金属盘内的强磁环状部件。
[0025]进一步的，所述阻尼液采用具有粘性的硅油。
[0026]进一步的，所述缸体上设置有注油孔和抽油孔；所述注油孔和抽油孔用于连接液阻控制系统，实现对缸体内阻尼液进行添加、更换；
[0027]所述液阻控制系统包括连通抽油孔用于回收所述缸体废油的废油回收箱和连通所述注油孔，为所述缸体提供阻尼液的硅油箱；
[0028]所述硅油箱包括高粘度硅油添加盒、中粘度硅油添加盒、低粘度硅油添加盒。
[0029]进一步的，所述硅油箱出液口设有电磁开关阀；所述电磁开关阀包括第一电磁开关阀、第二电磁开关阀和第三电磁开关阀；
[0030]第一电磁开关阀控制所述高粘度硅油添加盒出液，第二电磁开关阀控制所述中粘度硅油添加盒出液，第三电磁开关阀控制所述低粘度硅油添加盒出液；
[0031]油泵在电机作用下，将硅油箱内阻尼液通过注油管道送入注油孔；
[0032]所述电机、电磁开关阀以及设置在所述金属盘上的加速度传感器电连接下位机控制板，加速度传感器测得被减振部件上振动信号并传递给下位机控制板，控制板根据信号特征输出高低电平，控制电机工作，同时控制对应电磁开关阀开闭；
[0033]所述抽油管道一端连接抽油孔，另一端连接废油回收箱来收集被更换排除的废油。
[0034]本专利技术的有益效果是：
[0035]1.与现有技术相比，本专利技术具有截止频率低、有效频带宽、阻尼特性稳健可控的优点。本专利技术采用多级分段声学黑洞结构，能够对结构中传播的弯曲波起到滤波分级聚集效应，各级弯曲波聚集效应叠加，实现更低截止频率、更宽频带范围的减振效果。
[0036]2.本专利技术采用高粘度硅油液阻和惯性通道阻尼盘结构；液体阻尼材料能够更充分接触声学黑洞结构，并且具有性能稳定、耐热耐寒等优势，搭配惯性通道阻尼盘结构能进一步提高液体阻尼耗能效果，使装置能得到更稳定的声学黑洞效应和减振效果。
[0037]3.本专利技术采用主动液阻装置，可以对装置内液体阻尼实现主动控制，根据不同振动特性的工况下，主动调节装置内液阻粘度，来实现更有效的阻尼特性。
附图说明
[0038]图1为本专利技术液阻减振装置的整体结构示意图；
[0039]图2为本专利技术中缸杯的剖面示意图；
[0040]图3为图2的分解示意图；
[0041]图4为本专利技术中分段声学黑洞结构的示意图；
[0042]图5为本专利技术中三级声学黑洞结构的示意图；
[0043]图6为本专利技术中惯性通道阻尼盘的结构示意图及剖面图；
[0044]图7为本专利技术中单级声学黑洞结构和本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种具有多级分段声学黑洞结构的液阻减振装置，其特征在于：包括充满阻尼液(11)的缸杯和设置在所述缸杯内的多级分段声学黑洞结构；所述多级分段声学黑洞结构包括若干上下平行叠摞的具有分段幂指轮廓的声学黑洞结构；两上下相邻的声学黑洞结构间设有惯性通道阻尼盘；所述多级分段声学黑洞结构包括但不限于第一级声学黑洞结构(4)和第二级声学黑洞结构(6)；所述惯性通道阻尼盘上设有可供所述阻尼液(11)通过的若干惯性通道；所述第一级声学黑洞结构(4)的连接杆伸出缸杯，连接顶盘。2.根据权利要求1所述的具有多级分段声学黑洞结构的液阻减振装置，其特征在于：所述声学黑洞结构由分段声学黑洞梁结构单元环向阵列形成；所述分段声学黑洞梁结构单元具有多段变厚度截面，其分段数量至少为2段。3.根据权利要求1所述的具有多级分段声学黑洞结构的液阻减振装置，其特征在于：所述分段声学黑洞梁结构单元包括沿径向，由内向外依次设置的均匀梁区域和分段声学黑洞区域；所述均匀梁区域，梁厚度为定值；所述分段声学黑洞区域结构包含多段变截面区域，每段变截面区域梁厚度呈幂函数变化；在竖直方向上，所述分段声学黑洞区域处于所述惯性通道阻尼盘的惯性通道区域范围内。4.根据权利要求1所述的具有多级分段声学黑洞结构的液阻减振装置，其特征在于：所述分段声学黑洞区域包括第一段声学黑洞区域、第二段声学黑洞区域和第三段声学黑洞区域；所述多段变厚度截面的厚度服从分段幂函数规律变化，所述分段幂函数为：其中，x表示分段声学黑洞梁变截面区域某点距离声学黑洞结构边缘水平距离，h(x)表示该点所在截面厚度，m1、m2、m3分别表示分段声学黑洞第一、二、三段声学黑洞区域所服从的幂指数，且m1、m2、m3必须大于等于2，ε1、ε2、ε3分别表示每段幂函数变截面系数。5.根据权利要求1所述的具有多级分段声学黑洞结构...
【专利技术属性】
技术研发人员：张建润，傅琪迪，余传运，孙蓓蓓，卢熹，冯涛，张宁，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：
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