[发明专利]一种声学黑洞振动吸收器

说明书

本发明公开了一种声学黑洞振动吸收器，所述振动吸收器包括圆盘形结构，所述圆盘形结构的上、下表面的距离由所述圆盘形结构的中轴线向外边缘逐渐减小变化，所述圆盘结构包括黑洞区域，所述黑洞区域的上、下表面之间的距离从外边缘向中轴线方向呈分段函数形式变化，避免声学黑洞结构的厚度变化规律的改变引起的边缘的弯曲波的反射，利用ABH效应和动力吸振的特性，实现宽带振动控制的效果，同时也突破了传统动力吸振单频率有效的局限性，扩宽声学黑洞结构的有效作用频率范围。

技术领域

本发明涉及振动控制领域，特别涉及一种声学黑洞振动吸收器。

背景技术

声学黑洞(Acoustic Black Hole,ABH)效应是利用薄壁结构几何参数或者材料特性参数的梯度变化，使得波在结构中的传播速度逐渐减小，理想情况下波速减小至零从而不发生反射的现象。实现声学黑洞效应的主要方法是将薄板结构的厚度按照幂函数形式(h(x)＝εx^m,m≥2)裁剪，从而利用声学黑洞效应将结构中传播的波动能量聚集在薄板结构尖端厚度趋近于零的位置。但在实际加工形成的声学黑洞结构中，很难实现结构厚度按照上述形式变化至零，而是不可避免的发生一些改变，比如说在尖端厚度很薄的地方截断或者在结构上留下残余厚度。而一旦声学黑洞的厚度变化规律发生上述改变，结构边缘的弯曲波会反射回来，使其有效作用的频率范围受到限制。

发明内容

本发明的目的是为了扩宽声学黑洞结构的有效作用频率范围，提供一种声学黑洞振动吸收器。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种声学黑洞振动吸收器，所述振动吸收器设置在被减振结构上，所述振动吸收器包括圆盘形结构，所述圆盘形结构的上、下表面的距离由所述圆盘形结构的中轴线向外边缘逐渐减小变化，所述圆盘结构包括黑洞区域，所述黑洞区域的上、下表面之间的距离从外边缘向中轴线方向呈分段函数形式变化。

可选的，所述分段函数为：

其中，x表示距外边缘的距离，h(x)表示距外边缘的距离为x处的黑洞区域的上下表面之间的距离，x₁表示最小厚度的延伸距离，h₁表示声学黑洞的剩余厚度。

可选的，所述圆盘形结构还包括均匀区域，所述均匀区域设置于所述圆盘形结构的中轴线位置并位于所述黑洞区域的内侧，与所述黑洞区域相连通，所述均匀区域的上、下表面之间的距离不变。

可选的，所述均匀区域的形状为以所述圆盘形结构的中轴线为中轴线的圆柱形结构，所述圆柱形结构的高度等于所述黑洞区域的上、下表面之间的最大距离。

可选的，所述振动吸收器还包括圆环形阻尼垫片，所述圆环形阻尼垫片的外径与所述圆盘形结构的外径相同，所述圆环形阻尼垫片粘附于所述圆盘形结构的下表面。

可选的，其特征在于，所述振动吸收器还包括保护盒，所述保护盒套设在所述圆盘形结构的外部。

可选的，所述振动吸收器还包括两个连接螺杆，两个所述连接螺杆将所述圆盘形结构和所述保护盒固定连接，并将所述圆盘形结构和所述保护盒与所述被减振结构连接。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明公开了一种声学黑洞振动吸收器，所述振动吸收器采用分段函数的形式设计黑洞的结构，避免声学黑洞结构的厚度变化规律的改变引起的边缘的弯曲波的反射，扩宽了声学黑洞结构的有效作用频率范围。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要的附图作简单介绍。显而易见，下面描述的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这个附图获得其他附图。