【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及阻尼減振降噪，具體涉及一種多模式多自由度的網格狀效應放大型阻尼減振系統。
技術介紹
1、板殼類結構在飛行器、艦船、列車、汽車等運載工具中大量應用，其聲學特性對內部噪聲環境具有直接影響；同時，相關裝備運行中承受復雜載荷，引起此類薄壁結構強振動，進而可能導致結構疲勞、降低結構壽命，并可能引發安全問題。相應的，板殼類結構減振降噪問題廣受關注。
2、阻尼處理是板殼類結構減振降噪設計的一項重要手段，其具有使用方便、中高頻減振效果好、作用頻帶寬等優勢。通常，阻尼減振設計按其分布情況可分為離散阻尼與連續阻尼，其中，前者主要是各類阻尼器，后者包括自由阻尼和約束阻尼。常見的阻尼器包括共振式阻尼器、流體阻尼器、被動/主動壓電式阻尼器等，其中，典型設計思想是單自由度有阻尼共振式吸振器；當應用于板殼類結構時，通常安裝于振動較強的位置，其主要不足在于低頻作用頻帶較窄、安裝位置選擇要求較高等。自由阻尼通過在基體板殼結構表面大面積貼覆高分子阻尼材料來實現，當基體結構振動時，自由阻尼層發生拉壓變形而耗散能量；其操作簡單，但效果通常相對較弱，尤其是對低頻。約束阻尼是在自由阻尼外表面再增加一層約束層，當基體結構發生振動變形，阻尼層因受約束層限制，可以發生明顯剪切變形而耗散能量；相對于自由阻尼層，其能量消耗能力明顯增加，但結構重量增加、安裝要求提高，并且，低頻減振效果仍較為有限。
3、近些年，聲子晶體、聲學超材料研究廣受關注，相關設計思想也成為了減振降噪領域的熱點與前沿，并展現出很大的應用價值。在板結構減振降噪方面，典型設計是在
技術實現思路
1、本專利技術為解決現有技術的不足，目的在于提供一種多模式多自由度的網格狀效應放大型阻尼減振系統，采用本方案可通過多模式/多自由度振動及其耦合作用,實現結構阻尼效應放大以及彈性波調控的中低頻高效減振。
2、本專利技術通過下述技術方案實現：
3、一種多模式多自由度的網格狀效應放大型阻尼減振系統，包括：
4、若干減振結構，所述減振結構包括阻尼層，所述阻尼層包括框體，在所述框體內部包括有若干在同一平面上且自由端為不同朝向的懸臂，以及若干在同一平面上且異向的扭轉連接臂；所述懸臂自由端帶有質量段；所述扭轉連接臂包括中部慣量段，所述中部慣量段的兩側均通過固定臂和所述框體連接；兩個固定臂均和所述中部慣量段偏心連接，且分別位于所述中部慣量段中心兩側；
5、支撐結構單元，每個所述阻尼層均通過支撐結構單元和基體結構連接；所述支撐結構單元用于分隔所述阻尼層與基體結構。
6、相對于現有技術中，離散阻尼、連續阻尼以及聲學超材料板結構設計的低頻減振效果仍較為有限，且實現低頻段、寬頻帶的振動與噪聲抑制也存在困難的問題，本專利技術提供了一種多模式多自由度的網格狀效應放大型阻尼減振系統，采用本方案，通過面向裝備板殼類結構輕質、低頻、寬帶減振降噪需要，綜合多模式多自由度結構共振及動力吸振設計，可以使中低頻減振降噪效果顯著提升。具體結構中，減振結構包括阻尼層，阻尼層包括框體，在框體內部，分別設置有若干懸臂和扭轉連接臂，其中懸臂的固定端和框體連接，而自由端懸空，在自由端處帶有質量段，質量段為帶有一定質量的端部結構，優選采用截面放大結構，若采用矩形、圓形、l型等形狀的放大截面，以實現有限的附加質量的更好利用，質量段能對懸臂的共振頻率起到調節作用，也可采用移動式端部放大結構單元設計；另外，若干懸臂均在同一平面內，且自由端在該平面內朝向不同的方向，這樣，即可在多個自由度方向實現減振；同理，扭轉連接臂包括中部慣量段，中部慣量段兩側的固定臂均偏心連接，且位于中部慣量段中心的兩側，這樣，通過中部慣量段的不同方向的平移運動、旋轉運動以及其與固定臂的耦合，可以獲得更豐富的結構共振，并可以獲得更強的施加于框體的作用，進而在更寬的低頻段內取得更顯著的減振效果；而若干扭轉連接臂均位于同一平面內，且為不同的設置方向，這樣，即可在多個方向實現減振效果的提升；其中，中部慣量段也可采用截面放大結構，若采用圓形、矩形、環形等形狀的放大截面。阻尼層可使用橡膠、塑料等具有較大阻尼的高分子材料制成，并優先考慮在厚度方向具有同等尺寸。
7、其次，在本方案中，阻尼層通過支撐結構單元和基體結構連接，從而傳遞振動與力的作用，但又對阻尼層與基體結構進行分隔，以減少對阻尼層約束，使其可以產生充分的振動與變形；支撐結構單元可設置于框體的周向區域以及安裝節點上。其中，支撐結構單元可以使用與阻尼層相同的材料，也可以使用不同材質的較硬材料，以保證阻尼層與基體結構之間相互作用的有效傳遞。另外，雖然支撐結構單元可以使用橡膠等彈性模量相對較低的材料制備，但支撐結構單元不建議采用較軟的材料/剛度較低的結構，主要原則是避免其在關注頻段產生隔振效應，反而降低了網格狀阻尼層對基體結構的作用。另外，雖然本方案中對阻尼層和支撐結構單元均做了獨立設置，但二者可以采用一體化設計與制備。
8、上述方案中，在使用時可將該阻尼層設置于待減振降噪基體板殼結構表面；當基體結構在動態激勵下發生振動時，引起網格狀阻尼結構振動，并產生施加于基體結構的反作用力以及阻尼結構內部的強能量耗散；由網格狀阻尼層的結構設置，可知其扭轉連接臂、懸臂將發生縱向振動、彎曲振動、扭轉振動等多模式振動，相應形成作用于基體結構的不同方向的力、力矩作用，進而起到多模式/多自由度的抑制基體振動的效果；同樣由網格狀阻尼層的結構設置，通過支撐結構單元實現扭轉連接臂、懸臂與基體結構分離，以保證其可以產生豐富的局部結構共振，進而實現施加于基體結構的反作用力以及阻尼結構內部能量耗散的顯著放大效應；其扭轉連接臂、懸臂將發生不同振動模式及其耦合模式的共振，從而使其施加于基體結構的反作用力/力矩得到顯著增強。并且，由結構共振對振動響應以及拉壓/剪切變形的顯著放大作用，構成網格狀阻尼層的阻尼材料對能量的耗散也將大幅提升；而通過不同結構參數的懸臂設計、不同結構形狀的扭轉連接臂設計、各結構不同模式振動的有效設計，以及阻尼層自身材料的彈性模量通常遠小于金屬材料，并結合合理的結構參數設置，可以在低頻段獲得頻率分布密度足夠高的網格狀阻尼結構模態，進而在低頻段取得良好減振與阻尼放大效果。
9、更進一步的，若干所述阻尼層依次緊湊相接，并呈周期陣列排布；若干所述支本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種多模式多自由度的網格狀效應放大型阻尼減振系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種多模式多自由度的網格狀效應放大型阻尼減振系統，其特征在于，若干所述阻尼層(1)依次緊湊相接，并呈周期陣列排布；若干所述支撐結構單元(2)在若干所述阻尼層(1)上呈周期陣列排布。
3.根據權利要求1所述的一種多模式多自由度的網格狀效應放大型阻尼減振系統，其特征在于，若干所述懸臂(101)的長度均各不相同。
4.根據權利要求1所述的一種多模式多自由度的網格狀效應放大型阻尼減振系統，其特征在于，若干所述扭轉連接臂(102)均分別設置于所述框體(104)的不同內側邊位置處；若干所述懸臂(101)均位于若干所述扭轉連接臂(102)以及框體(104)內側邊合圍的空間內。
5.根據權利要求1所述的一種多模式多自由度的網格狀效應放大型阻尼減振系統，其特征在于，所述扭轉連接臂(102)對應的所述框體(104)側邊敞口；相鄰兩個所述扭轉連接臂(102)之間設置有安裝節點(103)，并均通過固定臂和所述安裝節點(103)連接。
6.根據權利要
7.根據權利要求2所述的一種多模式多自由度的網格狀效應放大型阻尼減振系統，其特征在于，當所述支撐結構單元(2)采用柔性材料時，所述支撐結構單元(2)為若干薄層；
8.根據權利要求2所述的一種多模式多自由度的網格狀效應放大型阻尼減振系統，其特征在于，當所述支撐結構單元(2)采用硬質材料時，所述支撐結構單元(2)為若干連接柱，若干所述連接柱一端均和所述阻尼層(1)可拆卸連接，若干所述連接柱另一端均通過粘接層(3)和基體結構連接。
9.根據權利要求7或8任一項所述的一種多模式多自由度的網格狀效應放大型阻尼減振系統，其特征在于，遠離所述阻尼層(1)的粘接層(3)上附著有膜層(5)。
10.根據權利要求6所述的一種多模式多自由度的網格狀效應放大型阻尼減振系統，其特征在于，所述減振結構包括有至少兩層所述阻尼層(1)，在所述減振結構中，若干所述阻尼層(1)依次間隔設置，且相鄰所述阻尼層(1)之間均通過所述支撐結構單元(2)連接。
...【技術特征摘要】
1.一種多模式多自由度的網格狀效應放大型阻尼減振系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種多模式多自由度的網格狀效應放大型阻尼減振系統，其特征在于，若干所述阻尼層(1)依次緊湊相接，并呈周期陣列排布；若干所述支撐結構單元(2)在若干所述阻尼層(1)上呈周期陣列排布。
3.根據權利要求1所述的一種多模式多自由度的網格狀效應放大型阻尼減振系統，其特征在于，若干所述懸臂(101)的長度均各不相同。
4.根據權利要求1所述的一種多模式多自由度的網格狀效應放大型阻尼減振系統，其特征在于，若干所述扭轉連接臂(102)均分別設置于所述框體(104)的不同內側邊位置處；若干所述懸臂(101)均位于若干所述扭轉連接臂(102)以及框體(104)內側邊合圍的空間內。
5.根據權利要求1所述的一種多模式多自由度的網格狀效應放大型阻尼減振系統，其特征在于，所述扭轉連接臂(102)對應的所述框體(104)側邊敞口；相鄰兩個所述扭轉連接臂(102)之間設置有安裝節點(103)，并均通過固定臂和所述安裝節點(103)連接。
6.根據權利要求1...
【專利技術屬性】
技術研發人員：宋玉寶，沈鵬，范正磊，馬瑞軒，劉闖，
申請(專利權)人：中國空氣動力研究與發展中心低速空氣動力研究所，
類型：發明
國別省市：
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