【技术实现步骤摘要】
本申请涉及减隔振设计的，具体涉及一种基于动力反共振的线谱消振装置及方法。
技术介绍
1、为减小机械设备振动引起的水下辐射噪声，机械设备采用了各种隔振技术。以双层隔振和浮筏隔振为代表的隔振技术在振动噪声控制方面发挥了重要作用，但是双层隔振装置的中间质量和浮筏隔振的筏体都是多模态的弹性体，可能影响隔振性能，隔振效果总是难以令人满意，由于筏体自身的弹性效应，经典的浮筏隔振技术无法有效地隔离线谱振动，辐射噪声总是包含了一些线谱分量。
2、基于动力反共振隔振技术形成的隔振器是将隔振与吸振巧妙的结合起来形成的一种新型隔振器。一个简单的动力反共振隔振系统除了具有弹簧与阻尼器常规装备外还附加有惯性元件(由刚性杆与配重组成)构成。系统在机械设备的激励下，惯性元件上下往复运动产生惯性力，大小与端部集中质量、杠杆的放大比有关，如果选择参数合理当激振力的频率等于系统的反共振频率时，就能完全抵消激振力向基础的传递。因此在无阻尼的情况下能达到传递率为零的隔振效果，在有阻尼的情况下传递率也很小。动力反共振系统在反共振频率点附近具有90％以上的隔振效率，同时克服了传统隔振器静态变形大和刚度低的缺点，隔振效率远远比常规隔振装置高。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种基于动力反共振的线谱消振装置及方法，引入自调节机构(弹性鳍片型致动器)可根据激励频率实时调节隔振器的杠杆比，达到隔振频率与激励频率相重合的目的，从而实现隔振频率的自动调节。
2、本申请的
3、本申请实施例提供一种基于动力反共振的线谱消振装置，其特征在于，包括主质量块、正刚度弹簧、基座、惯性元件和自调节元件，所述的正刚度弹簧的上下两端分别固定于所述的主质量块及基座之间，所述的惯性元件包括杠杆和惯性质量块，所述的杠杆通过固定于主质量块及基座上的柔性铰链机构移动式夹持定位，所述的惯性质量块固定于杠杆的一端，并通过负刚度机构与基座相连接，所述的自调节元件固定于基座上，顶端设有两个支点分别与杠杆相接触，作用于杠杆上的水平合力驱动杠杆横移自调节。
4、在一些可选的实施方案中，所述的基座上铺设直线轴承，所述的自调节元件及负刚度机构分别通过滑块沿所述的直线轴承移动。
5、在一些可选的实施方案中，所述的自调节元件为弹性鳍片型致动器，包括v形块、惯性块、板簧和连接块，所述的v形块左右两端头朝上固定于所述的惯性块的一端，惯性块的另一端通过板簧与所述的连接块的一端相连接，板簧为多块，上下对称连接设置，连接块的另一端与所述的滑块相连接，v形块左右两端头分别嵌设有橡胶垫块。
6、在一些可选的实施方案中，所述的柔性铰链机构包括中间球轴承和中间铰链支座，及两侧球轴承和两侧铰链支座，所述的两侧铰链支座为凹字形座体结构，所述的中间铰链支座对应于两侧铰链支座的内凹槽设置，并通过预压连接件相连接，所述的中间球轴承垂向高度大于两侧球轴承的垂向高度，所述的杠杆穿设于中间球轴承与两侧球轴承之间的缝隙中夹持定位。
7、在一些可选的实施方案中，所述的预压连接件包括预压螺栓、预压螺母和预压缩螺旋弹簧，所述的中间铰链支座及两侧铰链支座上对称设有上固定块和下固定块，所述的预压螺栓依次穿过所述的下固定块和上固定块，所述的预压缩螺旋弹簧套设于预压螺栓上，所述的预压螺母与预压螺栓螺接压缩预压缩螺旋弹簧。
8、在一些可选的实施方案中，所述的两侧铰链支座的两侧通过侧向板簧与下方设有的连接底座相连接，侧向板簧的延伸的交点与所述的中间球轴承及两侧球轴承形成的中心位置重合。
9、在一些可选的实施方案中，所述的直线轴承的外侧端设有限位块。
10、在一些可选的实施方案中，所述的正刚度弹簧为半圆型波纹周期梁结构，对称设置于主质量块与基座之间。
11、在一些可选的实施方案中，所述的负刚度机构包括负刚度支架和成对对称设于负刚度支架上的弹簧或碟簧或电磁铁或双稳态梁，所述的惯性块的两端分别与成对的弹簧或碟簧或电磁铁或双稳态梁相连接。
12、一种基于动力反共振的线谱消振装置的使用方法，其特征在于，包括如下内容：
13、弹性鳍片型致动器在激励频率发生变化时，杠杆受力不平衡绕瞬时旋转中心发生小角度旋转，v形块左右两端头橡胶垫块变形不同，导致两侧橡胶垫块因振动产生的力大小不相等，则作用于杠杆上的水平合力不为零，杠杆将沿合力方向运动，直到杠杆上的合力为零，杠杆停止运动，杠杆比保持不变，此时，杠杆瞬心与固定于主质量块上的柔性铰链机构的中心重合，隔振频率与激励频率相匹配，实现隔振频率的自动调节；同时，杠杆使得惯性质量实现惯性放大，通过负刚度机构增强隔振效果。
14、本申请的有益效果是：1、本申请提供的一种基于动力反共振的线谱消振装置及方法，通过引入自调节元件(弹性鳍片型致动器)可根据激励频率实时调节消振装置的杠杆比，达到隔振频率与激励频率相重合的目的，从而实现隔振频率的自动调节；2、引入杠杆使隔振装置实现惯性质量的惯性放大，在此基础上引入负刚度装置，增强隔振效果的同时降低了重量。
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1.一种基于动力反共振的线谱消振装置，其特征在于，包括主质量块、正刚度弹簧、基座、惯性元件和自调节元件，所述的正刚度弹簧的上下两端分别固定于所述的主质量块及基座之间，所述的惯性元件包括杠杆和惯性质量块，所述的杠杆通过固定于主质量块及基座上的柔性铰链机构移动式夹持定位，所述的惯性质量块固定于杠杆的一端，并通过负刚度机构与基座相连接，所述的自调节元件固定于基座上，顶端设有两个支点分别与杠杆相接触，作用于杠杆上的水平合力驱动杠杆横移自调节。
2.根据权利要求1所述的一种基于动力反共振的线谱消振装置，其特征在于，所述的基座上铺设直线轴承，所述的自调节元件及负刚度机构分别通过滑块沿所述的直线轴承移动。
3.根据权利要求2所述的一种基于动力反共振的线谱消振装置，其特征在于，所述的自调节元件为弹性鳍片型致动器，包括V形块、惯性块、板簧和连接块，所述的V形块左右两端头朝上固定于所述的惯性块的一端，惯性块的另一端通过板簧与所述的连接块的一端相连接，板簧为多块，上下对称连接设置，连接块的另一端与所述的滑块相连接，V形块左右两端头分别嵌设有橡胶垫块。
4.根据权利要
5.根据权利要求4所述的一种基于动力反共振的线谱消振装置，其特征在于，所述的预压连接件包括预压螺栓、预压螺母和预压缩螺旋弹簧，所述的中间铰链支座及两侧铰链支座上对称设有上固定块和下固定块，所述的预压螺栓依次穿过所述的下固定块和上固定块，所述的预压缩螺旋弹簧套设于预压螺栓上，所述的预压螺母与预压螺栓螺接压缩预压缩螺旋弹簧。
6.根据权利要求5所述的一种基于动力反共振的线谱消振装置，其特征在于，所述的两侧铰链支座的两侧通过侧向板簧与下方设有的连接底座相连接，侧向板簧的延伸的交点与所述的中间球轴承及两侧球轴承形成的中心位置重合。
7.根据权利要求6所述的一种基于动力反共振的线谱消振装置，其特征在于，所述的直线轴承的外侧端设有限位块。
8.根据权利要求6或7所述的一种基于动力反共振的线谱消振装置，其特征在于，所述的正刚度弹簧为半圆型波纹周期梁结构，对称设置于主质量块与基座之间。
9.根据权利要求8所述的一种基于动力反共振的线谱消振装置，其特征在于，所述的负刚度机构包括负刚度支架和成对对称设于负刚度支架上的弹簧或碟簧或电磁铁或双稳态梁，所述的惯性块的两端分别与成对的弹簧或碟簧或电磁铁或双稳态梁相连接。
10.采用上述权利要求7或9所述的一种基于动力反共振的线谱消振装置的使用方法，其特征在于，包括如下内容：弹性鳍片型致动器在激励频率发生变化时，杠杆受力不平衡绕瞬时旋转中心发生小角度旋转，V形块左右两端头橡胶垫块变形不同，导致两侧橡胶垫块因振动产生的力大小不相等，则作用于杠杆上的水平合力不为零，杠杆将沿合力方向运动，直到杠杆上的合力为零，杠杆停止运动，杠杆比保持不变，此时，杠杆瞬心与固定于主质量块上的柔性铰链机构的中心重合，隔振频率与激励频率相匹配，实现隔振频率的自动调节；同时，杠杆使得惯性质量实现惯性放大，通过负刚度机构增强隔振效果。
...【技术特征摘要】
1.一种基于动力反共振的线谱消振装置，其特征在于，包括主质量块、正刚度弹簧、基座、惯性元件和自调节元件，所述的正刚度弹簧的上下两端分别固定于所述的主质量块及基座之间，所述的惯性元件包括杠杆和惯性质量块，所述的杠杆通过固定于主质量块及基座上的柔性铰链机构移动式夹持定位，所述的惯性质量块固定于杠杆的一端，并通过负刚度机构与基座相连接，所述的自调节元件固定于基座上，顶端设有两个支点分别与杠杆相接触，作用于杠杆上的水平合力驱动杠杆横移自调节。
2.根据权利要求1所述的一种基于动力反共振的线谱消振装置，其特征在于，所述的基座上铺设直线轴承，所述的自调节元件及负刚度机构分别通过滑块沿所述的直线轴承移动。
3.根据权利要求2所述的一种基于动力反共振的线谱消振装置，其特征在于，所述的自调节元件为弹性鳍片型致动器，包括v形块、惯性块、板簧和连接块，所述的v形块左右两端头朝上固定于所述的惯性块的一端，惯性块的另一端通过板簧与所述的连接块的一端相连接，板簧为多块，上下对称连接设置，连接块的另一端与所述的滑块相连接，v形块左右两端头分别嵌设有橡胶垫块。
4.根据权利要求2或3所述的一种基于动力反共振的线谱消振装置，其特征在于，所述的柔性铰链机构包括中间球轴承和中间铰链支座，及两侧球轴承和两侧铰链支座，所述的两侧铰链支座为凹字形座体结构，所述的中间铰链支座对应于两侧铰链支座的内凹槽设置，并通过预压连接件相连接，所述的中间球轴承垂向高度大于两侧球轴承的垂向高度，所述的杠杆穿设于中间球轴承与两侧球轴承之间的缝隙中夹持定位。
5.根据权利要求4所述的一种基于动力反共振的线谱消振装置，其特征在于，所述的预压连接件包括预压螺栓、预压螺母和预压缩螺旋弹...
【专利技术属性】
技术研发人员：周佳良，雷智洋，彭伟才，刘彦，龚榆峰，
申请(专利权)人：中国舰船研究设计中心，
类型：发明
国别省市：
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