【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及减振降噪，尤其是一种惯性放大超结构隔振器及其设计方法。
技术介绍
1、船舶振动可导致船体结构处于疲劳状态，出现裂缝或者疲劳破坏，影响结构的安全性与可靠性，振动引起的辐射噪声还会破坏军事舰船的隐身性能。隔振器是减小振动传递最常采用的方法，各项工程应用不仅要求隔振器具有良好的低频隔振性能，还要求其具有抑制宽频共振的能力以及良好的稳定性。
2、橡胶隔振系统最低固有频率可以设计在5hz左右，单纯从隔振原理出发，越过共振区后即能起到隔振效果。但是，隔振器中不可避免使用多种弹性部件，中高频振动情况下不再符合无质量假设，振动以弹性波的形式在其中传播而形成驻波效应产生宽频共振(一般集中在50-2500hz频带内)，严重降低了隔振器的隔振性能。受限于减振机理，传统橡胶隔振器对宽频共振的衰减比较有限。
技术实现思路
1、本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的惯性放大超结构隔振器及其设计方法，利用超结构的带隙特性，抑制带隙频率范围内弹性波的传播；利用惯性放大结构降低结构自身固有频率；从而克服现有隔振器设计中由驻波效应引起的宽频共振无法抑制的缺陷。
2、本专利技术所采用的技术方案如下：
3、一种惯性放大超结构隔振器，包括作为安装基准的连接底座，连接底座上叠加设置弹性体，弹性体顶部加装有连接顶板，连接顶板承接待减振件，
4、相邻弹性体之间限位连接有金属夹板，相邻金属夹板之间活动连接惯性放大组件，
5、每一组惯性放大组
6、连杆组件，连杆组件的两端分别安装在相邻两金属夹板上，
7、重物块，安装在连杆组件的中间铰点处，
8、连杆组件角度随弹性体形变而变化，重物块随连杆组件产生位移。
9、作为上述技术方案的进一步改进：
10、所述金属夹板、连接顶板、连接底座上均成型有面向弹性体的限位凹陷，限位凹陷限制弹性体剪切方向的位移。
11、连杆组件包括两个相互铰接的铰链臂，两铰链臂相互背离的端部分别与两块相邻金属夹板之间转动连接；重物块转动连接在两铰链臂的中间铰接点处。
12、重物块的轴肩与同一组铰链臂的连接点同轴。
13、惯性放大组件在隔振器侧壁处对称或阵列设置。
14、弹性体采用线性弹性材料或非线性弹性材料。
15、金属夹板的密度小于重物块的密度。
16、一种设计惯性放大超结构隔振器的方法，包括如下步骤：
17、步骤一：根据隔振系统重量以及对固有频率的要求，计算超结构隔振器所需的动刚度和静刚度；
18、步骤2：选取弹性体材料，规划超结构主要尺寸；
19、步骤3：根据惯性放大结构理论模型，得到带隙边界参数表达式；
20、步骤4：根据带隙边界表达式和结构参数，预测抑制的宽频共振频率；
21、步骤5：构建含铰链关节的超结构隔振器三维多体动力学仿真模型；
22、步骤6：计算超结构隔振器的振动传输特性，验证带隙区间和对振动的衰减能力。
23、步骤3中，计算超结构隔振器所需的动刚度和静刚度的具体过程为：
24、整个隔振系统的垂向动刚度：
25、kd＝(2πfn)2ma，式中，ma为隔振器总重，fn为固有频率，
26、整个隔振系统的垂向静刚度：
27、ks＝kd/1.3。
28、步骤3中，带隙边界参数表达式为：
29、惯性放大结构单胞的运动方程为：
30、惯性放大结构单胞组成的周期性结构带隙起始频率为：带隙区间为(f0，+∞)，
31、式中，m表示被放大的质量，m表示由弹簧相连接的质量，γ＝cot(θ)表示角度θ的余切值，k表示弹簧刚度，u表示质量m的位移，表示质量m的加速度。
32、本专利技术的有益效果如下：
33、本专利技术结构紧凑、合理，操作方便，基于惯性放大机理突破低频带隙与超结构质量的约束关系，通过超结构的带隙特性克服现有隔振器设计中由驻波效应引起的宽频共振无法抑制的缺陷。
34、与现有技术相比，本专利技术公开的惯性放大超结构隔振器，利用铰链结构、重物块和弹性体组成超结构，具有更好的稳定性，惯性放大结构的引入能以小质量产生中低频带隙，克服现有隔振器设计中宽频共振无法抑制的缺陷。本专利技术公开的上述隔振器，弹性承载部分结构简单，带隙频率范围可通过附加的惯性放大组件换装调节，以有效满足不同的减隔振需求。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种惯性放大超结构隔振器，其特征在于：包括作为安装基准的连接底座(1)，连接底座(1)上叠加设置弹性体(2)，弹性体(2)顶部加装有连接顶板(5)，连接顶板(5)承接待减振件，
2.如权利要求1所述的惯性放大超结构隔振器，其特征在于：所述金属夹板(4)、连接顶板(5)、连接底座(1)上均成型有面向弹性体(2)的限位凹陷，限位凹陷限制弹性体(2)剪切方向的位移。
3.如权利要求1所述的惯性放大超结构隔振器，其特征在于：连杆组件包括两个相互铰接的铰链臂，两铰链臂相互背离的端部分别与两块相邻金属夹板(4)之间转动连接；重物块(301)转动连接在两铰链臂的中间铰接点处。
4.如权利要求4所述的惯性放大超结构隔振器，其特征在于：重物块(301)的轴肩(3011)与同一组铰链臂的连接点同轴。
5.如权利要求1所述的惯性放大超结构隔振器，其特征在于：惯性放大组件(3)在隔振器侧壁处对称或阵列设置。
6.如权利要求1所述的惯性放大超结构隔振器，其特征在于：弹性体(2)采用线性弹性材料或非线性弹性材料。
7.如权利要求1所
8.一种设计权利要求1所述的惯性放大超结构隔振器的方法，其特征在于，包括如下步骤：
9.如权利要求8所述的设计方法，其特征在于，步骤3中，计算超结构隔振器所需的动刚度和静刚度的具体过程为：
10.如权利要求8所述的设计方法，其特征在于，步骤3中，带隙边界参数表达式为：
...【技术特征摘要】
1.一种惯性放大超结构隔振器，其特征在于：包括作为安装基准的连接底座(1)，连接底座(1)上叠加设置弹性体(2)，弹性体(2)顶部加装有连接顶板(5)，连接顶板(5)承接待减振件，
2.如权利要求1所述的惯性放大超结构隔振器，其特征在于：所述金属夹板(4)、连接顶板(5)、连接底座(1)上均成型有面向弹性体(2)的限位凹陷，限位凹陷限制弹性体(2)剪切方向的位移。
3.如权利要求1所述的惯性放大超结构隔振器，其特征在于：连杆组件包括两个相互铰接的铰链臂，两铰链臂相互背离的端部分别与两块相邻金属夹板(4)之间转动连接；重物块(301)转动连接在两铰链臂的中间铰接点处。
4.如权利要求4所述的惯性放大超结构隔振器，其特征在于：重物块(301)的轴肩(30...
【专利技术属性】
技术研发人员：李浩，祁立波，邹明松，余越，
申请(专利权)人：中国船舶科学研究中心，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。