[发明专利]一种复合型液体阻尼器及使用方法

权利要求书

1.一种复合型液体阻尼器，其特征在于，该阻尼器包括：阻尼器外壳及设置于所述阻尼器外壳内部的半球形液舱、多层弧形液舱、多层圆柱形液舱、底部环形液舱；且所述阻尼器外壳底部与待减振物体固定连接；

所述多层圆柱形液舱位于阻尼器的正中心，多层圆柱形液舱由多个圆柱形液舱叠加而成，且每个圆柱形液舱分别装载第一调谐液体；

所述半球形液舱位于阻尼器顶部，且包裹在所述多层圆柱形液舱的外周，所述半球形液舱装载第二调谐液体；

所述多层弧形液舱位于阻尼器中部，且包裹在所述多层圆柱形液舱的外周，所述多层弧形液舱的内部周向设有多个直径不同的环形隔板，将所述多层弧形液舱分隔为若干环形独立舱室，且所述若干环形独立舱室分别装载第三调谐液体；

所述底部环形液舱的底部呈平面，顶部呈球面，所述底部环形液舱装载第四调谐液体。

2.如权利要求1所述的复合型液体阻尼器，其特征在于，所述半球形液舱、多层弧形液舱、底部环形液舱的外壁均周向等距设有若干固定件，将所述的半球形液舱、多层弧形液舱、底部环形液舱依次固定连接，振动时不会产生相对运动。

3.如权利要求1所述的复合型液体阻尼器，其特征在于，所述半球形液舱底部的曲率与所述多层弧形液舱顶部的曲率相同，所述半球形液舱底部与所述多层弧形液舱顶部紧密贴合。

4.如权利要求1所述的复合型液体阻尼器，其特征在于，所述多层弧形液舱底部的曲率与所述底部环形液舱顶部的曲率相同，所述多层弧形液舱底部的曲率与所述底部环形液舱顶部紧密贴合。

5.如权利要求1所述的复合型液体阻尼器，其特征在于，所述阻尼器外壳呈圆柱形，分别与所述的半球形液舱、多层弧形液舱、底部环形液舱紧密贴合。

6.如权利要求1所述的复合型液体阻尼器，其特征在于，所述多层圆柱形液舱的每层液舱分别装载的第一调谐液体选择不同属性的调谐液体，所述不同属性为密度和/或粘度不同。

7.如权利要求1所述的复合型液体阻尼器，其特征在于，所述若干环形独立舱室分别装载的第二调谐液体选择不同属性的调谐液体，所述不同属性为密度和/或粘度不同。

8.如权利要求1所述的复合型液体阻尼器，其特征在于，各个液舱的材质选择钢质材料或者树脂材料。

9.如权利要求1所述的复合型液体阻尼器，其特征在于，所述阻尼器外壳的材质选择钢质。

10.一种如权利要求1～9任一项所述的复合型液体阻尼器的使用方法，其特征在于，该方法包含如下步骤：

S1：确定待减振物体的主要频率范围；

S2：通过公式(1)和公式(2)的求解结果设置所述多层弧形液舱的各个环形隔板的半径和所述底部环形液舱的半径，以及所述环形独立舱室内部装载液体的深度；通过公式(3)和公式(4)的求解结果设置所述半球形液舱的半径，以及所述半球形液舱内部装载液体的深度；通过公式(5)和公式(6)的求解结果设置所述多层圆柱形液舱的半径，以及所述多个圆柱形液舱内部装载液体的深度；

多层弧形液舱的工作频率与该舱室的液体深度的关系表达式如下：

其中，fij为环形液舱的固有频率，g为重力加速度，R1为圆环的外径，h为从各舱室内部壁面基线处算起的液体深度，λij可通过求解下面贝塞尔函数式得到：

半球形液舱的工作频率与该舱室的液体深度的关系表达式如下：

其中，fi为球面形液舱的i阶固有频率，g为重力加速度，r为球面的半径；定义无量纲参数x＝h/d，h为液体深度，d为球面直径；βi为x的函数，可通过求解下面多项式得到：

β₁≈12.1x⁵-24.2x⁴+18.7x³-6.22x²+127x+0.975

β₂≈-0.200x⁵+14.11x⁴-26.19x³+19.87x²-7.04x+3.28

β₃≈19.3x⁴-37.7x³+ 29.5x²-10.8x+4.50 (4)

圆柱形舱室的工作频率与该舱室的液体深度的关系表达式如下：

其中，fij为环形液舱的固有频率，g为重力加速度，R为圆环的外径，h为从各舱室内部壁面基线处算起的液体深度，λij可通过求解下面贝塞尔函数式得到：

S3：将所述多层圆柱形液舱装载第一调谐液体且封闭液舱，所述半球形液舱装载第二调谐液体且封闭液舱，所述多层弧形液舱装载第三调谐液体且封闭液舱、底部环形液舱内部装载第四调谐液体且封闭液舱；

S4：将所述半球形液舱、多层弧形液舱、多层圆柱形液舱、底部环形液舱依次固定安装，彼此之间不会产生相对运动；

S5：将上述固定连接后的各个液舱放置于阻尼器外壳内部，与阻尼器外壳呈嵌套关系，并将所述阻尼器外壳的底部与待减振物体固定连接，对待减振物体进行减振工作。