[发明专利]一种抑制振动的周期梁

说明书

本发明公开一种抑制振动的周期梁,所述周期梁沿一空间轴线呈螺旋状，由若干空间四折线梁单元连接构成；所述四折线梁单元由四根长度相同的直梁以三个连接点首尾连接形成一开放空间四折线梁，所述开放空间四折线梁在某一平面投影为正方形。通过所述直梁间的特定组合连接，即可使该结构产生阻止一端存在的特定频率范围内的任一方向振动激励传至结构另一端的功能，实现对周期梁整体延伸方向上特定频率范围内任意振动的共同控制与消除。

技术领域

本发明属于振动控制技术领域，具体涉及一种抑制振动的周期梁。

背景技术

振动对建筑结构、机械设备等危害很大，会使构件降低性能、缩短寿命、造成破坏等。如何有效控制和消除有害振动，是人们一直探索的重要问题。要消除或减小振动，一般可以控制和减小振源的能量输出及频率范围，如隔振技术，或改变和减少振动的传播途径，如减振技术，又或改变受振动物体的动力特性。传统的减振、隔振技术多依赖阻尼耗散振动能量，可覆盖较宽的振动频率范围，但针对性差，效果分散；而避免共振的方法虽针对性强，又不能对较宽频率范围的振动发挥作用。

中国CN201710054774.6号专利公开了一种产生弯曲与轴向耦合振动带隙的周期梁，所述周期梁由多个相同的三折线梁在同一平面内首尾连接而成，所述三折线梁由首、中、末三段直线段梁在同一平面内首尾连接而成，其中，该三折线梁的首、末段平行且等长，中间段长度为首、末段长度的两倍，相邻的三折线梁的首、尾段连接成直线段。该周期梁仅能对周期梁整体所在平面延伸方向上弯曲振动和轴向振动的共同控制与消除，不能同时抑制空间任意方向的振动激励。

中国CN201711407271.9号专利涉及剪力梁抗震结构技术领域，尤其涉及一种用于剪力梁的抗震结构及剪力梁；所述用于剪力梁的抗震结构包括梁体，所述梁体的上表面上设有抗震调频机构；所述抗震调频机构包括壳体，所述壳体内设有一个平衡腔室和至少一个阻尼腔室，各所述阻尼腔室均通过一个动力泵与所述平衡腔室连通；所述抗震调频机构还包括中央控制器和振动频率传感器；所述振动频率传感器和所述中央控制器均与所述壳体固定，各所述动力泵、所述振动频率传感器分别与所述中央控制器电连接。该剪力梁通过调节梁体的振动频率，降低发生共振的危险，不能消除振动激励。

近年来，声子晶体概念的出现为精确消除特定频率范围振动，提出了新思路。声子晶体在宏观结构上具有类似晶体的周期性。特殊的周期性结构使其具有禁止特定频率范围的弹性波或振动传播的特性，即出现了弹性波带隙或振动带隙。利用带隙特性可实现带隙频率范围内振动的控制和消除。

结构受到的振动可来自任意方向，故对任意方向振动的控制和消除具有极为重要的实际应用价值。一个有效策略是将振动激励进行隔离，但要有效隔离任意方向的振动激励并不容易，以均质直梁为例，当梁受到不同方向的振动激励发生振动时，振动将以轴向振动、弯曲振动、扭转振动等形式在其中传播，进而使振动波及与其相连的各处。由于三类振动各不相关，不同类型振动需分别实施不同的抑制手段，这无疑增加了实施的难度和效果。而目前出现的波形梁虽可对轴线平面内带隙频率范围的弯曲振动与纵向振动均有抑制效果，但仍对同时抑制空间任意方向的振动激励无能为力。因此，急需设计一种抑制振动的周期梁以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种抑制振动的周期梁，通过所述直梁间的特定组合连接，即可使该结构产生阻止一端存在的特定频率范围内的任一方向振动激励传至结构另一端的功能，实现对周期梁整体延伸方向上特定频率范围内任意振动的共同控制与消除。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明公开了一种抑制振动的周期梁，所述周期梁沿一空间轴线呈螺旋状，由若干空间四折线梁单元连接构成；所述四折线梁单元由四根长度相同的直梁以三个连接点首尾连接形成一开放空间四折线梁，所述空间四折线梁在某一平面投影为正方形。