[发明专利]一种串并联非线性吸振器胞元

说明书

本发明公开了一种串并联非线性吸振器胞元，由质量块，钢丝绳，直线轴承，直线导杆，导杆支架，磁铁固定块，圆环磁铁，钢丝绳固定框架，直线导杆固定框架，直线滑块，直线导轨，外框架组成。本发明利用不同的连接方式，实现非线性吸振器胞元的串联和并联。通过圆环磁铁间的磁力，来限制非线性吸振器胞元的大幅振动，提高其可靠性。通过调整串联和并联非线性吸振器胞元数量，提高其对不同主系统振动抑制的通用性。这种装置结构简单，易于实现，适用范围广。

技术领域

本发明涉及被动振动控制技术领域，具体为一种串并联非线性吸振器胞元。

背景技术

在工程实践中振动是普遍存在的。在许多领域中，振动都是有害的。例如，振动会导致工程机械的运行异常，从而引发故障；风致振动影响可能会导致高层建筑和桥梁的垮塌；飞机机翼因气流导致的振动会影响飞行的平稳性；微幅振动是导致卫星成像质量变差的主要原因。因此，需要对结构的有害振动进行有效抑制。

吸振是一种有效抑制振动的方法。常见的线性吸振器只对单一频率起作用，振动抑制频带窄。为了克服上述困难，非线性减振概念被提出来。当非线性吸振器的非线性恢复力大于线性恢复力的时候，具有宽频减振的特性，并且可以自适应地控制宽频带内的共振。然而，吸振器的重量往往需要与振动主结构的重量达到一定的比例，才能有很好的减振效率，因此，对于大型工程结构的振动控制，吸振器重量会很大。高效率消振时的非线性吸振器往往自身振动比主结构振动更大，并且单个非线性吸振器工作时，一旦吸振器装置出现破坏，对结构的振动控制就失效了，因此，单个非线性吸振器的可靠性很低。不同的主系统对非线性吸振器的重量要求是不一样的，一旦主系统发生较大改变，就可能需要对非线性吸振器进行重新设计，因此，单个非线性吸振器的通用性也很低。大附加重量，低可靠性和通用性使非线性吸振器在解决实际工程问题受到了很大的限制。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种串并联非线性吸振器胞元，通过磁铁之间的作用力来限制非线性吸振器自身的最大振幅，通过将大量的、轻质的、具备宽频控制的非线性吸振器进行串联或者并联，提高非线性吸振器振动控制的可靠性和通用性。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种串并联非线性吸振器胞元，由质量块，钢丝绳，直线轴承，直线导杆，导杆支架，磁铁固定块，圆环磁铁，钢丝绳固定框架，直线导杆固定框架，直线滑块，直线导轨，外框架组成。质量块通过直线轴承套在直线导杆上，质量块只能沿着直线导杆运动。质量块内开有通槽，钢丝绳穿过通槽，其两端通过固定块和螺栓固定在钢丝绳固定框架上。螺栓穿过质量块上方的螺纹孔，将钢丝绳中点和质量块固定连接；质量块沿着直线导杆运动，钢丝绳在质量块的运动方向上产生非线性恢复力。直线导杆两端固定在导杆支架内，导杆支架通过螺栓与直线导杆固定框架相连。圆环磁铁固定在磁铁固定块的一侧，螺栓将磁铁固定块固定在直线导杆上，圆环磁铁固定在直线轴承上，随着质量块一起运动，移动磁铁固定块可以改变圆环磁铁之间的距离，进而改变磁铁间的作用力。钢丝绳固定框架和直线导杆固定框架中间均开有螺纹孔，通过螺栓相连。钢丝绳固定框架通过螺栓与直线滑块相连，直线滑块可以在直线轨道运动，也可以通过螺栓将直线滑块固定在直线导轨上。直线轨道通过螺栓与外框架固定连接。

在所述质量块同侧的圆环磁铁的极性相反。

移动所述磁铁固定块的位置可以改变圆环磁铁间的作用力，从而限制非线性吸振器质量块的运动范围。

所述的串并联非线性吸振器胞元可以通过螺栓连接，从而增加或者减少胞元的数量。

拧紧所述的螺栓使得直线滑块与直线导轨固定，通过螺栓连接单个的非线性吸振器胞元的外框架，从而构成并联非线性吸振器胞元。

拧松所述的螺栓使得直线滑块在直线导轨上运动，通过螺栓连接单个的非线性吸振器胞元的外框架，并通过串联螺栓将钢丝绳固定框架和直线导杆固定框架与下一层的质量块和钢丝绳相连接，从而构成串联非线性吸振器胞元。