[实用新型]一种梯度阻尼件

说明书

技术领域

本发明涉及一种梯度阻尼件。特别是涉及以多孔铝合金复合材料为支撑端子、以合金棒为支撑杆的具有三明治构造梯度阻尼器件。

背景技术

阻尼件或装置广泛应用在各种生产和生活领域。仅中国专利局近7年来公开和授权的阻尼件或装置的中国专利就有800多项，平均每年100项以上；但其中梯度阻尼件很少，不超过1％。原因之一在于阻尼原始性创新的新材料太少，梯度阻尼设计面临无新材料可选的尴尬境地。目前梯度阻尼件设计面临主要问题是：广泛应用的“橡胶钢板”和“钢弹簧-橡胶棒”，其材料之间的阻尼梯度和刚度梯度相差太大和橡胶年久老化等问题。

例如：钢板或弹簧的材质的刚度(静态力学中的屈服强度或动态力学中的弹性摸量)大于橡胶1000倍以上，而其阻尼系数(损耗因子Q^-1或阻尼因子tanδ)又小于橡胶1000倍以上，两种材料之间密切相关梯度指标相差如此之大，以至于器件设计中只能利用各自优点(刚度和阻尼)，梯度指标之间大跨越现象一直存在并难以用合适材料弥补梯度间隔；压缩性能和阻尼性能等梯度指标之间存在大跨越现象类似。另外，器件库存期受到橡胶老化的限制，表现在：钢弹簧或钢板在通常库存环境中可保存百年以上；而其器件中的普通橡胶过5年就表现出弹性降低或降解等严重老化症状。这种材料库存其梯度大跨越的存在使其在国防领域中应用造成困难。诸如和平时期至少应该保存一定量、防止因发生战争所需要的移动导弹发射运载工具上阻尼件、或空投坦克、轻兵器以及其它战略物资所需要阻尼件。

1999年，美国专利商标局公开了美国海军部申请的题为“轻量化高阻尼的多孔金属-酞腈复合材料”的USP 5,895,726号专利，该专利揭示：在10Hz以内频段、所发明材料阻尼系数(阻尼因子tanδ)的梯度可达到5—3的梯度间隔；并材料具有很好抗腐蚀。显然、该发明相对不足表现在仍存在耐压过小而限制应用、酞腈材料降解而导致库存期剃度跨越大等弊端。

2003年，中国专利局公开了德国西门子公司申请的题为“具有减振阻尼层板的核自旋断层造影装置”的02141531.5号专利，该专利揭示：对于医院中普遍使用的“核磁检测仪”采用主动的梯度阻尼和被动的梯度阻尼设计；其中主动梯度阻尼采用了梯度磁阻尼控制；被动梯度阻尼设计器件更多，虽然揭示了许多被动梯度阻尼件结构设计，但其选材仅仅揭示橡胶一种，更多材料并未揭示，因此，很难从该发明被动梯度阻尼件设计上获得启发。

2007年，中国专利局公开了上海东华大学申请的题为“一种梯度杂化体减振复合材料及其制备方法”的200710040573.7号专利，该专利揭示利用聚合物杂化材料的组分不同所导致的阻尼系数、刚度和压缩强度等的不同原理，获得呈梯度变化的减振复合材料，其中复合材料阻尼系数的梯度(阻尼因子tanδ)可达到的梯度间隔为4—0.3。该发明优点在于为解决构成阻尼件材料的刚度、压缩性、阻尼性和库存期梯度跨越大的难题奠定材料基础；但其相对不足为所发明聚合物材料与铝多孔材料相比、在耐温性、保存或使用寿命等方面有很大差距。

2007年，中国专利局公开了德国威伯科有限合伙公司申请的题为“用于压缩空气装置的消音器”的200580024576.0号专利，该专利揭示：对于汽车等普遍使用的“通风等车内空调”等装置，使用与普通塑料编织袋成分相近的低成本原料，可设计出通过风压梯度控制达到降低噪音目的的器件。但构成阻尼件材料的刚度、压缩性、阻尼性和库存期梯度跨越大的问题没有得到解决。

2007年，中国专利局公开了题为“一种轻质碳酸钙解絮机”的200620132174.4号专利，该专利申请保护强震动机械中的解絮机与梯度阻尼相关尺寸或结构方面设计，但选材未揭示。显然，构成阻尼件材料的刚度、压缩性、阻尼性和库存期梯度跨越大的问题该发明没有注意。

2007年，中国专利局公开了题为“减小高塔结构风振响应的动力吸振和耗能装置”的200520120271.7号专利，该发明针对各个城市存在的电视发射塔风摆振动，利用传统而有效的“钢丝绳”减震原理，结合常用压缩弹簧和橡胶件等，设计与梯度阻尼减震相关的系统设计。但构成阻尼件材料的刚度、压缩性、阻尼性和库存期梯度跨越大的问题没有得到解决。