[发明专利]一种管路颗粒碰撞阻尼器及其设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种降低管路振动的钢结构颗粒碰撞阻尼器及其设计方法，属于振动控制技术领域。

背景技术

管路振动颗粒碰撞阻尼器是一种基于附加阻尼方法的被动减振器，能有效的解决无法施加卡箍和改变管形等问题，而且针对管路系统的复杂工况，能够在有限空间条件下实现安装并达到降振目的。由于采用碰撞摩擦耗能机理，即使针对不同的管路系统，不同的振动频率，都能达到降低管路振动的目的。

发明内容

针对于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种管路颗粒碰撞阻尼器及其设计方法，以解决现有技术中现有的管路吸振器不能同时满足多种管路减振工作的问题，本发明基于附加阻尼的基本思想，设计出了一种钢结构颗粒碰撞阻尼器，结构简单，安装方便，可以在不需调节的条件下满足不同管路系统工作频率下的减振工作。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的一种管路颗粒碰撞阻尼器，包括：通过第一螺栓、第一螺母连接在一起的一对半圆形夹持件；所述一对半圆形夹持件分别由两块钢板隔成三个空腔，空腔内部均装有颗粒，颗粒的填充率影响管路的降振效果；所述一对半圆形夹持件的空腔两侧分别由半圆形薄板进行封盖，其中，上述颗粒在一对半圆形夹持件的空腔内振动碰撞摩擦，以消耗系统能量的方式达到降振；以及半圆形夹持件的中心位置设有半圆形凹槽，一对半圆形夹持件相配合后两个半圆形凹槽形成一个圆弧，用以夹持管路。

优选地，所述的半圆形夹持采用钢结构。

优选地，所述的半圆形薄板封盖方式采用螺栓紧固。

优选地，所述的空腔内填充的颗粒尺寸在1mm～3mm之间，颗粒材料为铸铁。

优选地，改变半圆形夹持件的半圆形凹槽的直径以适应不同管径的管路。

优选地，所述的半圆形凹槽的半径与管路半径相同，一对半圆形夹持件相结合处设有1mm的缝隙，以保证颗粒碰撞阻尼器能牢牢地夹紧在管路上。

本发明的一种管路颗粒碰撞阻尼器的设计方法，包括步骤如下：

步骤1:对管路进行模态测试，得出管路各阶固有频率，取各阶固有频率所在一段频率范围为扫频试验范围；

步骤2：通过在仿真软件中模拟不同颗粒填充率下阻尼器振动系统的耗能速率，计算系统耗能速率最大时的颗粒填充率；

步骤3：根据步骤2中计算得到的颗粒填充率来调整颗粒的填充率，将调整好的颗粒填充率的颗粒碰撞阻尼器封盖好安装在管路振动最大处；

步骤4：在步骤1中确定的频率范围内进行扫频试验，发现安装颗粒碰撞阻尼器后频段内的振动加速度幅值得到明显降低。

本发明的有益效果：

1、整体采用钢结构材质，具有强度高、硬度好、易加工、成本低廉、可靠度高等优点。

2、空腔内部采用多单元结构，能够增大系统的能量耗散速率。

3、空腔的填充率在80％以上，管路减振效果最佳。

4、可适用于处于长期振动状态下的管路减振，且易于安装、可靠性高、不依赖管路周围环境。

附图说明

图1为管路颗粒碰撞阻尼器的结构示意图；

图2为示例试验系统示意图；

图3为示例填充1mm颗粒单直管000-100Hz范围扫频试验结果对比图；

图4为示例填充1mm颗粒单直管250-500Hz范围扫频试验结果对比图；

图5为示例不同填充率下000-100Hz范围扫频试验结果加速度幅值对比图

图6为示例不同填充率下250-500Hz范围扫频试验结果加速度幅值对比图；

图中，1为半圆形夹持件，2为第一螺栓，3为第一螺母，4为空腔，5为颗粒，6为半圆形薄板，7为第二螺栓，8为振动台，9为管路颗粒碰撞阻尼器，10为振动加速度传感器。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

参照图1所示，本发明的一种管路颗粒碰撞阻尼器，包括：通过第一螺栓2、第一螺母3连接在一起的一对半圆形夹持件1；所述一对半圆形夹持件1分别由两块钢板隔成三个空腔4，空腔4内部均装有颗粒5，颗粒5的填充率影响管路的降振效果；所述一对半圆形夹持件1的空腔4两侧分别由半圆形薄板6进行封盖，其中，上述颗粒5在一对半圆形夹持件1的空腔4内振动碰撞摩擦，以消耗系统能量的方式达到降振目的；以及半圆形夹持件1的中心位置设有半圆形凹槽，一对半圆形夹持件相配合后两个半圆形凹槽形成一个圆弧，用以夹持管路。

其中，所述的半圆形夹持采用钢结构。