变刚度变阻尼可调谐动力吸振器制造技术

本发明专利技术提供了一种变刚度变阻尼可调谐动力吸振器，包括固定机架、双端电磁变刚度变阻尼组件群、铁板；双端电磁变刚度变阻尼组件群包括上端电磁变刚度变阻尼组件群、下端电磁变刚度变阻尼组件群；上端电磁变刚度变阻尼组件群、下端电磁变刚度变阻尼组件群均包括多个电磁体；电磁体通过连接板安装于固定机架；上端电磁变刚度变阻尼组件群、下端电磁变刚度变阻尼组件群分别位于铁板的上侧、下侧。本发明专利技术可以实现变刚度可调谐功能，对一定频带内的激励振动都有抑制功能，可以根据激励振动源的频率调节动力吸振器的固有频率；同时，当动力吸振器的刚度变化以后，可以对其最优阻尼比进行调节，对于在一定频率范围内频率变化的振动具有优异的抑制效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种动力吸振器，特别涉及一种变刚度变阻尼可调谐动力吸振器，尤其是一种动力吸振器时振动控制领域的重要制振装置。
技术介绍
动力吸振器最早出现于1909年，与隔振器相比，动力吸振器的优点在于其可以实现小型轻量化设计、对被控对象原结构破坏小、而同时又具有杰出的制振性能，其在机械振动抑制、建筑制振等领域具有广阔的应用范围。动力吸振器是广泛应用于工程实践中的一种减振技术。其通过在被控主振系的特定部位附加一个具有质量和刚度的子系统即动力吸振器，通过合理地选择动力吸振器的动力参数、结构形式及与主振系的耦合关系，从而改变主振系的振动状态，使能量重新分配，即将主振系上的振动能量转移到动力吸振器上，从而减少或消除主振系的振动。对于通常可以简化为单自由度质量弹簧系统的动力吸振器而言，就是要将附加子系统的质量和刚度调谐至其固有频率与主振系激励频率相同，从而引起动力吸振器发生反共振，使被控主振系的振动能量最大程度地输入到动力吸振器上，达到对被控主振系减振的目的。由于动力吸振器结构简单、减振效果明显、易于实施，因此在工程实践中得到了广泛应用。动力吸振器最早的工程应用见于1909年Frahm在德国邮船上安装的防振水箱，但是当时并没有明确它的基本构造和原理。1928年J.Ormondroyd和Den Hartog通过对单自由度振动系统的研究，提出了利用动力吸振器的阻尼作用降低主振动系统振幅的动力吸振器设计思想，确定了最优阻尼的存在，建立了动力调谐原理。在此基础上，Hahnkamm利用振幅曲线上存在两个不受阻尼大小影响的定点现象，推导出了动力吸振器的最优同调频率。随后，Brock于1946年推导出了最优阻尼的关系，形成了完整的关于传统的动力吸振器的理论体系。从上世纪中后期开始，人们的研究重点主要是在传统吸振器的基础上，通过改变结构特点、利用特殊材料等来不断寻求适合当今技术发展要求的动力吸振技术。比如，多重动力吸振器、利用记忆合金以及磁流变体等智能材料设计的新型吸振器。从技术特点上来看，可以将动力吸振器分为被动吸振器、半主动吸振器和主动吸振器。传统来讲，我们用来抑制振动的方法主要是被动式吸振器，被动吸振器的各项参数设定后就不再改变，因此主要适用于对单一激励频率进行振动抑制，其结构简单、性能稳定，但控制频率范围太窄。主动吸振器的最大特点是根据被控对象的实际振动情况，对被控对象产生一个反相作动力，抵消原振动，实现减振目标，其控制精度和减振效果最好，但结构复杂且能耗较高，而且对控制系统的要求非常高，因此主要被应用于光学设计或精密加工等对减振效果要求很高的领域。半主动吸振器也称为自调谐吸振器，它的某些参数(频率、阻尼和质量)可在线改变，因此其能够针对变化的激励频率进行减振，宽频减振效果较被动吸振器有很大提高。半主动吸振器介于前两者之间，其减振效果接近主动吸振器，而且结构相对简单、控制方便、耗能较少，因此更具有应用前景。普通被动吸振器结构设计简单、制振效果优异，但是其有效频带很窄，为了扩展吸振器的有效应用频带宽度，逐渐发展成主动吸振器和主被动一体的半主动吸振器。考虑到被动动力吸振器有效频率范围有限，寻求一种惯性力驱动可调谐动力吸振器，该动力吸振器采用惯性力驱动，结合动量守恒定理实现动力吸振器的移动机构在板上的移动，通过动力吸振器的移动机构在板上相对位置的变化实现变刚度对吸振器的固有频率的调节；该动力吸振器具有体积小、质量轻、易于安装、方便应用等优点；同时该动力吸振器可以实现一定频率带宽范围内的高细分精密吸振，能够有效地进行一定频带范围内的有效吸振。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种变刚度变阻尼可调谐动力吸振器，该动力吸振器可以实现变刚度可调谐功能，对一定频带内的激励振动都有抑制功能，可以根据激励振动源的频率调节动力吸振器的固有频率；同时，当动力吸振器的刚度变化以后，可以对其最优阻尼比进行调节。根据本专利技术提供的一种变刚度变阻尼可调谐动力吸振器，包括固定机架、双端电磁变刚度变阻尼组件群、铁板；双端电磁变刚度变阻尼组件群包括上端电磁变刚度变阻尼组件群、下端电磁变刚度变阻尼组件群；上端电磁变刚度变阻尼组件群、下端电磁变刚度变阻尼组件群均包括多个电磁体；电磁体通过连接板安装于固定机架；上端电磁变刚度变阻尼组件群、下端电磁变刚度变阻尼组件群分别位于铁板的上侧、下侧。优选地，连接板为刚性板或者柔性板。优选地，电磁体吸附在铁板表面，或者电磁体与铁板之间存在间隙。优选地，电磁体能够与连接板相对运动或者紧固连接在连接板上。优选地，固定机架上设置有固定永磁体。优选地，连接板的一端与铁板相邻、连接板的一端与铁板接触或者连接板的一端与铁板紧固连接；连接板的另一端连接在固定机架上。优选地，固定永磁体与连接板的另一端相邻。优选地，上端电磁变刚度变阻尼组件群、下端电磁变刚度变阻尼组件群中的电磁体之间成对对应，在成对对应的两个电磁体之间，一个电磁体属于上端电磁变刚度变阻尼组件群，另一个电磁体属于下端电磁变刚度变阻尼组件群，这两个电磁体之间在铁板的上下方向上对齐。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：本专利技术可以实现变刚度可调谐功能，对一定频带内的激励振动都有抑制功能，可以根据激励振动源的频率调节动力吸振器的固有频率；同时，当动力吸振器的刚度变化以后，可以对其最优阻尼比进行调节，对于在一定频率范围内频率变化的振动具有优异的抑制效果。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术第一实施例提供的变刚度变阻尼可调谐动力吸振器整体原理示意图。图2为本专利技术第二实施例提供的变刚度变阻尼可调谐动力吸振器整体原理示意图。图3为本专利技术第三实施例提供的变刚度变阻尼可调谐动力吸振器整体原理示意图。图4为本专利技术第一实施例提供的变刚度变阻尼可调谐动力吸振器平衡位置示意图。图5为本专利技术第一实施例提供的变刚度变阻尼可调谐动力吸振器正位置示意图。图6为本专利技术第一实施例提供的变刚度变阻尼可调谐动力吸振器负位置示意图。图7为本专利技术中电磁体极化示意图。图中：1——铁板，2——质量体，3——电磁体，4——上端电磁变刚度变阻尼组件群电磁体，5——下端电磁变刚度变阻尼组件群，6——连接板，7——柔性板，8——固定永磁体。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。第一实施例如图1所示，本专利技术第一实施例提供的变刚度变阻尼可调谐动力吸振器，包括双端电磁变刚度变阻尼组件群、质量体2以及铁板1，其中，双端电磁变刚度变阻尼组件群包括上端电磁变刚度变阻尼组件群4和下端电磁变刚度变阻尼组件群5，上端电磁变刚度变阻尼组件群4、下端电磁变刚度变阻尼组件群5均包括多个电磁体3。电磁体通过连接板安装于固定机架。上端电磁变刚度变阻尼组件群、下端电磁变刚度变阻尼组件群分别位于铁板的上侧、下侧。具体地，连接板为刚性板；电磁体3与铁板1之间存在间隙，互不接触。上端电磁变刚度变阻尼组件群4和下端电磁变刚度变阻尼组件群5中的电磁体之本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变刚度变阻尼可调谐动力吸振器，其特征在于，包括固定机架、双端电磁变刚度变阻尼组件群、铁板；双端电磁变刚度变阻尼组件群包括上端电磁变刚度变阻尼组件群、下端电磁变刚度变阻尼组件群；上端电磁变刚度变阻尼组件群、下端电磁变刚度变阻尼组件群均包括多个电磁体；电磁体通过连接板安装于固定机架；上端电磁变刚度变阻尼组件群、下端电磁变刚度变阻尼组件群分别位于铁板的上侧、下侧。

【技术特征摘要】
1.一种变刚度变阻尼可调谐动力吸振器，其特征在于，包括固定机架、双端电磁变刚度变阻尼组件群、铁板；双端电磁变刚度变阻尼组件群包括上端电磁变刚度变阻尼组件群、下端电磁变刚度变阻尼组件群；上端电磁变刚度变阻尼组件群、下端电磁变刚度变阻尼组件群均包括多个电磁体；电磁体通过连接板安装于固定机架；上端电磁变刚度变阻尼组件群、下端电磁变刚度变阻尼组件群分别位于铁板的上侧、下侧。2.根据权利要求1所述的变刚度变阻尼可调谐动力吸振器，其特征在于，连接板为刚性板或者柔性板。3.根据权利要求1所述的变刚度变阻尼可调谐动力吸振器，其特征在于，电磁体吸附在铁板表面，或者电磁体与铁板之间存在间隙。4.根据权利要求1所述的变刚度变阻尼可调谐动力吸振器，其特征在于，电磁体能够与连接板相对运动或者紧固连...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨斌堂，王熙，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31