[发明专利]一种具有X型振子的声学超材料梁结构

说明书

一种具有X型振子的声学超材料梁结构，属于机械实验装置技术领域，主要为了解决解决现有技术中在对声学超材料梁实验研究时，难以调节禁带频率的问题，本发明中主要包括梁和N个连接振子，N为正整数，每个连接振子沿梁的长度方向等距设置在梁的下方，且每个连接振子均与梁固定连接，本发明主要应用于在对声学超材料梁的实验研究中实现了对局域共振禁带的测量，并且实现了对禁带位置的调控。

技术领域

本发明涉及一种具有X型振子的声学超材料梁结构，属于机械实验装置技术领域。

背景技术

声学超材料是一种基于局域共振机理的声子晶体(周期结构)，其内部包含周期排布的机械或机电共振元件，其具有耗散、吸收、转换振动和噪声能量的作用。声学超材料能够产生低频带隙，具备以小尺寸结构控制大波长低频振动和噪声的特殊功能。基于X型振子的结构非线性，对振子中的线性弹簧的刚度具有放大或缩小效应，振子刚度具有灵活的可调节性，进而实现对超材料梁禁带位置的调控。

与理论研究相比，对这类可调控禁带位置的声学超材料梁的实验研究非常少。利用含X型振子声学超材料梁结构动力学实验可以验证解析和数值方法的结论，同时实验方法可以更加形象地展示此类可调节禁带位置的声学超材料梁的动力学响应特性，完善此类声学超材料结构的研究体系，因此设计一种通过对声学超材料实验梁结构调节，进而可以实现对局域共振禁带的测量，而且实现对禁带位置的调控的声学超材料实验梁结构是很有必要的。

发明内容

本发明为了解决现有技术中在对声学超材料梁实验研究时，难以调节禁带频率的问题，进而提供一种具有X型振子的声学超材料梁结构。

一种具有X型振子的声学超材料梁结构，所述梁结构包括梁和N个连接振子，N为正整数，每个连接振子沿梁的长度方向等距设置在梁的下方，且每个连接振子均与梁固定连接；

进一步的，所述连接振子包括连接轴A、锁紧螺母、固定耳、支撑杆A、支撑杆B、支撑杆C、支撑杆D、弹簧、质量块、导轨、连接轴B、连接轴C、连接轴D、三个轴承B、三个轴承C、三个轴承D和五个轴承A；

锁紧螺母安装在固定耳上，固定耳固接在导轨的一端上，支撑杆A的一端和支撑杆C的一端均设置在固定耳中，连接轴A依次穿过固定耳的一边竖耳板、支撑杆A和支撑杆C并插装在固定耳的另一边竖耳板上，且连接轴A与固定耳、支撑杆A和支撑杆C之间分别设有一个轴承A，连接轴A与每个轴承A的内圈固定连接，固定耳、支撑杆A和支撑杆C分别与一个轴承A的外圈固定连接，支撑杆A的另一端与支撑杆B的一端通过连接轴B铰接，连接轴B与支撑杆A和支撑杆B之间分别设有一个轴承B，连接轴B与每个轴承B的内圈固定连接，支撑杆A和支撑杆B均与一个轴承B的外圈固定连接，支撑杆C的另一端和支撑杆D的一端通过连接轴C铰接，连接轴C与支撑杆C和支撑杆D之间分别设有一个轴承C，连接轴C与每个轴承C的内圈固定连接，支撑杆C和支撑杆D均与一个轴承C的外圈固定连接，支撑杆B的另一端和支撑杆D的另一端通过连接轴D铰接，连接轴D与支撑杆B和支撑杆D之间分别设有一个轴承D，连接轴D与每个轴承D的内圈固定连接，支撑杆B和支撑杆D均与一个轴承D的外圈固定连接，连接轴D的一端设置在支撑杆D的外侧并挂装有质量块，连接轴D的另一端设置在导轨的滑槽中，且连接轴D与导轨滑动连接，弹簧设置在连接轴B和连接轴C之间，弹簧的一端与连接轴B的一端固定连接，弹簧的另一端与连接轴C的一端固定连接；

进一步的，所述固定耳包括横耳板、连接圆柱和两个竖耳板，每个竖耳板上设有通孔，两个竖耳板分别沿竖直方向相对设置在横耳板的下方，且每个横耳板的一端与竖耳板的一端固定连接，连接圆柱设置在横耳板的上方，连接圆柱的一端设有螺纹段，连接圆柱的另一端固接在横耳板上，两个轴承A分别设置在一个竖耳板上的通孔内，且竖耳板与轴承A的外圈固定连接，导轨的一端与其中一个竖耳板底端固定连接；

进一步的，所述梁和连接振子的固定连接方式为：梁的上表面沿长度方向设有N个连接通孔，每个连接圆柱设置在一个连接通孔中，并通过锁紧螺母紧固；