[发明专利]一种局域共振与颗粒阻尼协同作用的力学超材料隔振装置

权利要求书

1.一种局域共振与颗粒阻尼协同作用的力学超材料隔振装置，其特征在于，包括双振子周期声子晶体、柔性连接装置、自润滑面板和保护外壳；

双振子周期声子晶体的上、下表面均与自润滑面板接触，双振子周期声子晶体的左、右两端均与柔性连接装置连接，自润滑面板嵌入保护外壳中；

所述双振子周期声子晶体包括：大六边形格栅、小六边形格栅、螺旋弹簧组和散体颗粒群；

所述大六边形格栅设有若干个，每个立面中心均设有通孔，彼此之间通过螺栓连接；所述小六边形格栅的每个立面中心均设有通孔，并作为普通局域振子置于大六边形格栅内部，与大六边形格栅之间通过所述螺旋弹簧组连接；所述散体颗粒群沿力学超材料隔振装置的长边方向且间隔置于小六边形格栅内，与小六边形格栅共同作为颗粒阻尼局域振子；含普通局域振子和颗粒阻尼局域振子的大六边形格栅沿平面周期排布，构成双振子周期声子晶体；

所述柔性连接装置设有两个，对称设置于双振子周期声子晶体的左、右两侧，包括多孔连接板、均力梁和串联碟簧组；所述多孔连接板设有若干个不同孔径的通孔，其与均力梁之间通过串联碟簧组连接，多孔连接板远离均力梁的一侧与外部构件通过螺栓连接；所述均力梁与相邻大六边形格栅之间均为螺栓连接；

所述自润滑面板设有两个，分别嵌入上、下保护外壳的限位卡槽之中；

所述保护外壳设有两个，包括限位卡槽和通孔，所述通孔设有若干个，保护外壳之间通过螺栓对合固定连接。

2.根据权利要求1所述一种局域共振与颗粒阻尼协同作用的力学超材料隔振装置，其特征在于，所述散体颗粒群包括若干个刚性大球及刚性小球，所述刚性小球分散置于所述刚性大球与小六边形格栅之间的空隙中。

3.根据权利要求1所述一种局域共振与颗粒阻尼协同作用的力学超材料隔振装置，其特征在于，所述双振子周期声子晶体具有Bragg散射带隙与局域共振带隙，振动在带隙频率范围内迅速衰减无法传播，在通带频率范围内的振动被颗粒阻尼局域振子中的颗粒摩擦和碰撞阻尼所耗散。

4.根据权利要求1所述一种局域共振与颗粒阻尼协同作用的力学超材料隔振装置，其特征在于，所述柔性连接装置还包括自润滑轴套和限位螺栓；所述自润滑轴套嵌套于均力梁与多孔连接板对应的通孔处；所述限位螺栓为半螺纹螺栓，光轴部分与多孔连接板、串联碟簧组以及自润滑轴套接触，螺纹部分与螺母接触。

5.根据权利要求4所述一种局域共振与颗粒阻尼协同作用的力学超材料隔振装置，其特征在于，所述串联碟簧组包括长串联碟簧和短串联碟簧，其中多孔连接板与均力梁之间为长串联碟簧，多孔连接板与螺母以及限位螺栓的头部之间均为短串联碟簧，所述长串联碟簧的碟簧数目为短串联碟簧数目的两倍，以使柔性连接装置在受拉、压时均具备弹性，并且在拉伸和压缩时的弹性系数一致。

6.根据权利要求2所述一种局域共振与颗粒阻尼协同作用的力学超材料隔振装置，其特征在于，所述刚性大球、刚性小球的表面以及所述小六边形格栅的内壁均采用喷砂处理；用于增加接触面粗糙度，提高颗粒摩擦碰撞阻尼性能，抑制摩擦尖叫噪声的产生，并降低摩擦噪声强度。

7.根据权利要求3所述一种局域共振与颗粒阻尼协同作用的力学超材料隔振装置，其特征在于，隔振效果在255～498Hz频段、735～891Hz频段以及1146Hz以上频段最为显著。