[发明专利]一种周期腔体型低频宽带隙隔振器及制备方法

权利要求书

1.一种周期腔体型低频宽带隙隔振器，其特征在于，该隔振器包括两个或两个以上周期单元(4)，每个周期单元(4)包括两个薄板主体(5)和一个环腔散射体(6)，其中所述两个薄板主体(5)的外缘用所述环腔散射体(6)相连以形成一腔体；两个所述周期单元(4)之间用连接块散射体(7)相连。

2.如权利要求1所述的周期腔体型低频宽带隙隔振器，其特征在于，所述两个薄板主体(5)为直径相同的圆形薄板，所述环腔散射体(6)为空心圆柱体，以此形成圆柱形腔体。

3.如权利要求1所述的周期腔体型低频宽带隙隔振器，其特征在于，所述两个薄板主体(5)为直径不同的圆形薄板，所述环腔散射体(6)为空心圆台，以此形成圆台形腔体。

4.如权利要求1所述的周期腔体型低频宽带隙隔振器，其特征在于，所述两个薄板主体(5)为直径相同的圆形薄板，所述环腔散射体(6)的母线为曲线，以此形成曲母线形腔体。

5.如权利要求1所述的周期腔体型低频宽带隙隔振器，其特征在于，所述两个薄板主体(5)为方形薄板，所述环腔散射体(6)为空心方柱，以此形成方形腔体。

6.如权利要求1所述的周期腔体型低频宽带隙隔振器，其特征在于，所述腔体为开放式，所述环腔散射体(6)分成两块或多块。

7.一种制备如权利要求1～6任一项所述隔振器的方法，该方法包括如下步骤：

(1)根据隔振器需达到的最低频率带隙的频率选取薄板主体(5)、环腔散射体(6)和连接块散射体(7)的材料；根据选取的材料制备薄板主体(5)、环腔散射体(6)和连接块散射体(7)，并确定它们的几何参数，然后组装获得隔振器；

(2)比较隔振器的最低有效带隙所在的频率与振动源频率，调整薄板主体(5)、环腔散射体(6)和连接块散射体(7)的材料和几何参数，使得隔振器的最低有效带隙频率低于振动源频率；

(3)校核隔振器是否符合安全条件：如果符合，则制备完成；如果不符合，则增大薄板主体(5)的厚度，减小环腔散射体(6)的内半径，并转入步骤(4)；

(4)重复步骤(2)～(3)，直至步骤(2)和(3)的要求都满足，制备获得周期腔体型低频宽带隙隔振器。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述薄板主体(5)、环腔散射体(6)和连接块散射体(7)的材料和几何参数采用如下方式进行调整：若隔振器的最低有效带隙所在的频率与振动源频率相差较大，则调节薄板主体(5)的材料和几何参数，直至使最低有效带隙频率低于振动源频率；若隔振器的最低有效带隙所在的频率与振动源频率略有区别，则微调环腔散射体(6)和连接块散射体(7)的质量，直至使最低有效带隙频率低于振动源频率。

9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述安全条件具体为：

σ_max＜[σ],y_max＜[y]；

其中，σ_max为最大应力，[σ]为许用应力，y_max为最大挠度，[y]为许用挠度。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述最大应力σ_max采用如下公式计算获得：

σmax=3R1Qs4h2R12(-1+μ)+R02[1-μ+2(1+μ)lnR0R1]R12(1-μ)+2R02(1+μ);]]>

其中，R₁为环腔散射体(6)内圆半径，Q_s为外力施加的载荷，μ为薄板主体(5)材料的泊松比，R₀为连接块散射体(7)的半径，h为薄板主体(5)厚度的一半；

所述最大挠度y_max采用如下公式计算获得：

ymax=R1Qs16D{(R12-R02)(3+μ)+2lnR0R1[R12(1-μ)+2R02(1+μ)(1-lnR0R1)]+(R12-R02+2R02lnR0R1)[1-μ+2(1+μ)lnR0R1]};]]>

其中，D＝2Eh³/3(1-μ²)为薄板主体(5)的抗弯刚度，E为其材料的杨氏模量。