一种负刚度超结构梁的全带隙调控方法及负刚度超结构梁技术

本发明专利技术涉及减振降噪技术领域，公开了一种负刚度超结构梁的全带隙调控方法及负刚度超结构梁，方法包括：获取主体结构的第一质量

【技术实现步骤摘要】
一种负刚度超结构梁的全带隙调控方法及负刚度超结构梁


[0001]本专利技术涉及减振降噪
，尤其涉及一种负刚度超结构梁的全带隙调控方法及负刚度超结构梁
。

技术介绍

[0002]工程中不必要的振动会对建筑
、
设备
、
甚至人体健康造成危害
。
尤其是低频振动，具有穿透性强，振幅大，难以消除的特点
。
隔振器隔离频率的控制范围受系统质量和刚度的影响
。
对于常规隔振器，只有当激励频率大于谐振频率的根号2倍时，系统才能有效隔振
。
因此，实现低频隔振需要大质量或低刚度，这与轻量化制造和系统稳定性相矛盾
。
在此基础上，可以推断增加系统有效质量或降低系统有效高度是实现低频隔振的两种主要途径
。
在最近的研究中，力学超材料通过人工设计和周期性排列可以产生非自然的有效性质，从而产生带隙并阻止波的传播
。
特别是在超结构的单胞中引入惯性放大机构和负刚度机构可以分别提高有效质量和降低有效高度，从而降低带本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种负刚度超结构梁的全带隙调控方法，应用于一种负刚度超结构梁，所述减振梁包括：
N
个单胞结构，
N
为正整数，每个单胞结构之间通过主弹簧相互连接，所述单胞结构包括：主体结构
、
与主体结构通过连杆连接的两个惯性放大结构，以及设置于两个竖直弹簧之间通过水平弹簧连接的局域共振结构，其特征在于，所述方法包括：获取主体结构的第一质量
、
惯性放大结构的第二质量
、
局域共振结构的第三质量
、
主弹簧的第一刚度
、
水平弹簧的第二刚度以及竖直弹簧的第三刚度；基于所述第一质量
、
所述第二质量
、
所述第三质量
、
所述第一刚度
、
所述第二刚度以及所述第三刚度构建减振梁中与位移相关的动力学方程；基于所述动力学方程将位移视为谐波形式运动构建色散关系方程，并根据色散关系方程得到减振梁中带隙的上边界
、
下边界和截止频率；对所述上边界
、
所述下边界和所述截止频率进行参数分析，得到减振梁全频域减振的结构参数，从而根据减振梁全频域减振的结构参数对负刚度超结构梁进行设计
。2.
根据权利要求1所述的负刚度超结构梁的全带隙调控方法，其特征在于，所述基于所述第一质量
、
所述第二质量
、
所述第三质量
、
所述第一刚度
、
所述第二刚度以及所述第三刚度构建减振梁中与位移相关的动力学方程，包括：通过集中质量法和拉格朗日方程基于所述第一质量
、
所述第二质量
、
所述第三质量
、
所述第一刚度
、
所述第二刚度以及所述第三刚度构建减振梁中与位移相关的动力学方程，其中，动力学方程表达式如下所示：式中，
M、m1和
m2分别为第一质量
、
第二质量和第三质量，
K、k1和
k
n
分别代表第一刚度
、
第二刚度和第三刚度，
u
j
为第
j
个主体结构的位移，
t
为时间，
γ
为连杆机构水平夹角的正切函数，
v
j
为第
j
个局域共振体的位移，
d
表示位移的微分
。3.
根据权利要求1所述的负刚度超结构梁的全带隙调控方法，其特征在于，所述基于所述动力学方程将位移视为谐波形式运动构建色散关系方程，包括：利用布洛赫理论将动力学方程中的位移视为谐波形式的运动构建色散关系方程，其中，色散关系方程表达式如下所示：式中，
μ1、
μ2、
λ1、
λ
n
、
Ω
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李盈利，周文希，彭勇，姚松，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：