本申请公开了一种超材料隔振装置设计方法、制造方法及超材料隔振装置，涉及超材料隔震设计技术领域。所述超材料隔振装置设计方法包括：获取目标性能曲线信息；根据目标性能曲线信息获取最终力采样点个数；根据最终力采样点个数获取该最终力采样点个数所对应的逼近曲线的基本信息；获取超材料基本单元模型；根据超材料基本单元模型以及所述逼近曲线的基本信息通过三维软件生成隔振装置三维模型。本申请的超材料隔振装置设计方法采样点使用力采样点，即只需要目标性能曲线中的力信息，采用这种方式对超材料隔振装置进行设计，可以在目标性能曲线信息变化时，不需要调节超材料隔振装置的位移相关属性，只需要调节与力信息相关的属性即可。关的属性即可。关的属性即可。
【技术实现步骤摘要】
超材料隔振装置设计方法、制造方法及超材料隔振装置
[0001]本申请涉及超材料隔震设计
，尤其涉及一种超材料隔振装置设计方法、超材料隔振装置制造方法以及超材料隔振装置。
技术介绍
[0002]现有技术中，大多数准零刚度隔振器利用正负刚度结构互相补偿的原理进行工作，然而，现有技术中的准零刚度隔振器结构较为复杂，并且采用这种方式进行隔振器设计时，一旦需求的负载发生变化，需要同时调节正刚度结构和负刚度结构的力和位移属性，调节比较复杂，另外，现有的准零刚度隔振器只有一个准零刚度区域，无法实现对两种不同负载的低频隔振。
[0003]因此，希望有一种技术方案来解决或至少减轻现有技术的上述不足。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种超材料隔振装置设计方法来至少解决上述的一个技术问题。
[0005]本专利技术提供了下述方案：根据本专利技术的一个方面，提供一种超材料隔振装置设计方法，其特征在于，所述超材料隔振装置设计方法包括：获取目标性能曲线信息；根据目标性能曲线信息获取最终力采样点个数；根据最终力采样点个数获取该最终力采样点个数所对应的逼近曲线的基本信息；获取超材料基本单元模型；根据超材料基本单元模型以及所述逼近曲线的基本信息通过三维软件生成隔振装置三维模型。
[0006]可选地，所述根据目标性能曲线信息获取最终力采样点个数包括：获取初始力采样点个数；根据初始力采样点个数获取初始逼近曲线以及初始逼近曲线的基本信息；根据所述初始逼近曲线的基本信息计算逼近曲线与目标性能曲线信息的归一化均方根误差；判断所述逼近曲线与目标性能曲线信息的归一化均方根误差是否小于误差上限阈值，若是，则确定所述初始力采样点个数为最终力采样点个数。
[0007]可选地，所述根据目标性能曲线信息获取最终力采样点个数进一步包括：判断所述逼近曲线与目标性能曲线信息的归一化均方根误差是否小于误差上限阈值，若否，则更改力采样点个数；
根据更改后的力采样点个数获取更改后的逼近曲线以及更改后的逼近曲线的基本信息；根据所述更改后的逼近曲线的基本信息计算更改后的逼近曲线与目标性能曲线信息的归一化均方根误差；判断所述更改后的曲线与目标性能曲线信息的归一化均方根误差是否小于误差上限阈值，若是，则确定所述更改后的力采样点个数为最终力采样点个数。
[0008]可选地，所述根据最终力采样点个数获取该最终力采样点个数所对应的逼近曲线的基本信息包括：根据所述最终力采样点个数获取最终采样点序列；对最终采样点序列进行傅里叶正变换，获得变换后的序列；根据变换后的序列获取逼近曲线以及逼近曲线的基本信息。
[0009]可选地，所述逼近曲线包括至少一个余弦曲线以及一个常值曲线；所述逼近曲线的基本信息包括余弦曲线信息以及常值曲线信息，其中，所述余弦曲线信息包括余弦曲线数量、每条余弦曲线的幅值信息、每条余弦曲线的周期信息、每条余弦曲线的初相位信息；所述常值曲线信息包括常值曲线数量、每条常值曲线的幅值信息、每条常值曲线的周期信息、每条常值曲线的初相位信息。
[0010]可选地，所述超材料基本单元模型包括第一多稳态磁铁结构以及第二多稳态磁铁结构，其中，所述第一多稳态磁铁结构包括两组第一静磁铁组件以及第一动磁铁组件，所述第一静磁铁组件包括第一静磁铁组以及至少部分包裹所述第一静磁铁组的第一静磁铁树脂框架，所述第一动磁铁组件包括第一动磁铁条以及至少部分包裹所述第一动磁铁条的第一动磁铁树脂框架，其中，一组静磁铁组位于所述第一动磁铁条的一侧，另一组静磁铁组位于所述第一动磁铁条的另一侧，所述第一动磁铁条能够在两组静磁铁组所合围形成的空间内运动，其中，每个静磁铁组包括多个沿所述第一动磁铁条运动方向以等间隔方式布置的静磁铁条；所述第二多稳态磁铁结构包括两个第二静磁铁组件以及一个第二动磁铁组件，所述第二静磁铁组件包括静磁铁板状体以及至少部分包裹所述静磁铁板状体的第二静磁铁树脂框架，所述第二动磁铁组件包括动磁铁板状体以及至少部分包裹所述动磁铁板状体的第二动磁铁树脂框架；一个第二静磁铁组件位于所述动磁铁板状体的一侧，另一个第二静磁铁组件位于所述动磁铁板状体的另一侧，所述动磁铁板状体能够在两个第二静磁铁组件所合围形成的空间内运动。
[0011]可选地，所述根据超材料基本单元模型以及所述逼近曲线的基本信息制作隔振装置包括：根据余弦曲线信息生成多稳态磁铁第一参数信息，其中，一个余弦曲线信息生成一个多稳态磁铁第一参数信息；根据常值曲线信息生成多稳态磁铁第二参数信息；根据所述多稳态磁铁第一参数信息以及第一多稳态磁铁结构通过三维软件生成
第一磁铁隔振单体模型，一个多稳态磁铁第一参数信息生成一个第一磁铁隔振单体模型；根据所述多稳态磁铁第二参数信息以及第二多稳态磁铁结构通过三维软件生成第二磁铁隔振单体模型；根据各个所述第一磁铁隔振单体模型以及第二磁铁隔振单体模型通过三维软件生成底板模型；根据各个所述第一磁铁隔振单体模型以及第二磁铁隔振单体模型通过三维软件生成顶板模型；将所述底板模型、顶板模型、各个第一磁铁隔振单体模型以及各个第二磁铁隔振单体模型在所述三维软件中进行组装，从而组成所述隔振装置三维模型；其中，各个第一磁铁隔振单体模型之间以及各个第一磁铁隔振单体模型与第二磁铁隔振单体模型之间相互并联。
[0012]可选地，所述根据余弦曲线信息生成多稳态磁铁第一参数信息包括：获取磁铁余弦曲线的周期信息；根据磁铁余弦曲线的周期信息获取第一多稳态磁铁结构的长度参数以及厚度参数；获取指定剩余磁强度下磁铁余弦曲线幅值与宽度参数、横向间距参数的云图；根据磁铁余弦曲线幅值与宽度参数、横向间距参数云图以及确定的厚度参数、长度参数、剩余磁强度参数确定第一多稳态磁铁结构的宽度参数以及横向间距参数；根据逼近曲线的余弦曲线的幅值正负性确定第一多稳态磁铁结构的磁极属性；根据磁铁余弦曲线的初值力与逼近曲线的余弦曲线的初相位要求，获取第一多稳态磁铁结构中的第一动磁铁条与距离最近的静磁铁条的竖直间距参数。
[0013]本申请还提供了一种超材料隔振装置制造方法，所述超材料隔振装置制造方法包括：采用如上所述的超材料隔振装置设计方法获取隔振装置三维模型；获取磁铁材料以及树脂材料；根据所述隔振装置三维模型对磁铁材料以及树脂材料进行加工从而制作隔振装置。
[0014]本申请还提供了一种超材料隔振装置，所述超材料隔振装置为通过如上所述的超材料隔振装置制造方法制作获取的超材料隔振装置。
[0015]本申请的超材料隔振装置设计方法具有如下优点：（1）本申请的采样点使用力采样点，即只需要目标性能曲线中的力信息，采用这种方式对超材料隔振装置进行设计，可以在目标性能曲线信息变化时，不需要调节超材料隔振装置的位移相关属性，只需要调节与力相关的属性，从而解决了现有技术中准零刚度隔振器在进行设计时既需要调整力相关的属性，还需要调整位移相关的属性的问题，从而使得本申请的设计方法更为简单快捷、计算量减少。
[0016]（2）本申请根据最终力采样点个数来确定逼近曲线，而通过逼近曲线来设计隔振装置，由于逼近曲线本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种超材料隔振装置设计方法，其特征在于，所述超材料隔振装置设计方法包括：获取目标性能曲线信息；根据目标性能曲线信息获取最终力采样点个数；根据最终力采样点个数获取该最终力采样点个数所对应的逼近曲线的基本信息；获取超材料基本单元模型；根据超材料基本单元模型以及所述逼近曲线的基本信息通过三维软件生成隔振装置三维模型。2.根据权利要求1所述的超材料隔振装置设计方法，其特征在于，所述根据目标性能曲线信息获取最终力采样点个数包括：获取初始力采样点个数；根据初始力采样点个数获取初始逼近曲线以及初始逼近曲线的基本信息；根据所述初始逼近曲线的基本信息计算逼近曲线与目标性能曲线信息的归一化均方根误差；判断所述逼近曲线与目标性能曲线信息的归一化均方根误差是否小于误差上限阈值，若是，则确定所述初始力采样点个数为最终力采样点个数。3.根据权利要求2所述的超材料隔振装置设计方法，其特征在于，所述根据目标性能曲线信息获取最终力采样点个数进一步包括：判断所述逼近曲线与目标性能曲线信息的归一化均方根误差是否小于误差上限阈值，若否，则更改力采样点个数；根据更改后的力采样点个数获取更改后的逼近曲线以及更改后的逼近曲线的基本信息；根据所述更改后的逼近曲线的基本信息计算更改后的逼近曲线与目标性能曲线信息的归一化均方根误差；判断所述更改后的曲线与目标性能曲线信息的归一化均方根误差是否小于误差上限阈值，若是，则确定所述更改后的力采样点个数为最终力采样点个数。4.如权利要求1所述的超材料隔振装置设计方法，其特征在于，所述根据最终力采样点个数获取该最终力采样点个数所对应的逼近曲线的基本信息包括：根据所述最终力采样点个数获取最终采样点序列；对最终采样点序列进行傅里叶正变换，获得变换后的序列；根据变换后的序列获取逼近曲线以及逼近曲线的基本信息。5.如权利要求4所述的超材料隔振装置设计方法，其特征在于，所述逼近曲线包括至少一个余弦曲线以及一个常值曲线；所述逼近曲线的基本信息包括余弦曲线信息以及常值曲线信息，其中，所述余弦曲线信息包括余弦曲线数量、每条余弦曲线的幅值信息、每条余弦曲线的周期信息、每条余弦曲线的初相位信息；所述常值曲线信息包括常值曲线数量、每条常值曲线的幅值信息、每条常值曲线的周
期信息、每条常值曲线的初相位信息。6.如权利要求5所述的超材料隔振装置设计方法，其特征在于，所述超材料基本单元模型包括第一多稳态磁铁结构以及第二多稳态磁铁结构，其中，所述第一多稳态磁铁结构包括第一静磁铁组件以及第一动磁铁组件，所述第一静磁铁组件包括两组第一静磁铁组以及至少部分包裹两组所述第一静磁铁组的第一静磁铁树脂框架（1），所述第一动磁铁组件包括第一动磁铁条（2）以及至少部分包裹所述第一动磁铁条（2）的第一动磁铁树脂框架（3），其中，一组静磁铁组位于所述第一动磁铁条（2）的一侧，另一组静磁铁组位于所述第一动磁铁条（2）的另一侧，所述第一动磁铁条（2）能够在两组静磁铁组所合围形成的空间...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘飞，林新，陈玉丽，魏玉领，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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