[发明专利]利用声学黑洞特征的宽频带振动抑制装置

说明书

本发明涉及一种利用声学黑洞特征的宽频带振动抑制装置，包括：减振体，包括厚度不变的均匀部分和与该均匀部分一体相连的锥形部分，该锥形部分从相连处起以从该均匀部分的厚度逐渐减小至一预定厚度的方式延伸；以及阻尼层，附连至该减振体的锥形部分。本发明的振动抑制装置可以在宽频带上有效抑制振动、降噪，并且设计简单。

技术领域

本申请涉及减振领域，更具体地，涉及一种利用声学黑洞特征的宽频带振动抑制装置。

背景技术

振动控制对于运输车辆、机器和电子仪器等许多工业产品来说非常重要。结构、设备和机器的振动直接影响产品的接受度和竞争力。越来越严格的规定要求将振动限制在可接受水平内，以避免疲劳、噪音和不舒适等潜在的问题。人们一直在努力开发出减少不期望的结构振动或机械振动的方法。

控制结构振动的流行和有效的方法之一是将辅助系统附加到受控的原始结构上。动态吸振器(Dynamic vibration absorber，DVA)是最常用的振动控制装置之一。它通常由质量块、弹簧和阻尼元件组成，结构上可以组成各种形式。然而，为了减少结构的共振峰值，DVA应被调整到准确的频率并且连接到主振动结构。通过这样做，由于该结构与DVA之间的强相互作用，可以有效地降低原始结构的振动水平。已经公开了基于该原理的各种吸收器发明，例如US3419111A等。然而，公认的是，传统的DVA只能在非常窄的频带上提供减振，并且该减振器的控制性能对其物理参数非常敏感。因此，调节和应用多个DVA进行多频或宽频带控制是一个非常复杂和繁琐的过程。还有另一种类型的振动控制装置是波导吸收器。波导吸收器可以增加主振动结构的阻尼和能量耗散，从而可能实现多谐振控制。然而，像波导吸收器这样的辅助吸收系统与主振动结构之间的耦合相对较弱，并且为了满足阻抗匹配条件，波导吸收器应被适当设计。除非使用具有特殊设计的不切实际的大结构，否则常规装置具有非常有限的波陷阱和能量耗散能力。同时，在实际应用中，应仔细选择吸收器的安装位置和数量，以便产生足够的减振效果。因此，需要开发一种用于有效的宽频带振动抑制的简单且易于使用的振动控制装置。

由上可见，传统的动态吸振器只能在很窄的范围内提供振动抑制，控制性能对振动吸收器的物理参数非常敏感。调整参数也很繁琐而且困难。尽管波导吸收器可以在宽频带上有效，但是这种辅助系统与主结构之间的耦合相对较弱。波导吸收器的设计要适当，要注意满足阻抗匹配条件，实际应用中通常需要多个吸收器。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供一种利用声学黑洞特征的宽频带振动抑制装置，包括：减振体，包括厚度不变的均匀部分和与该均匀部分一体相连的锥形部分，该锥形部分从相连处起以从该均匀部分的厚度逐渐减小至一预定厚度的方式延伸；以及阻尼层，附连至该减振体的锥形部分。

可选地，该锥形部分的厚度减小遵循如下公式：

h(x)＝ε·x^m，m≥2

其中，x是沿着该锥形部分厚度减小方向的坐标，ε是系数，m是大于等于2的整数。

可选地，该振动抑制装置还包括：连接器，附连至该减振体的均匀部分的底部，用于将该减振体连接至一待减振设备。

可选地，该连接器用于通过强力胶水、焊接或螺栓将该减振体与该待减振设备连接。

可选地，该阻尼层附连至该减振体的锥形部分的延伸末端的顶面或底面上。

可选地，该减振体还包括从该锥形部分的延伸末端以该预定厚度继续延伸出一预定长度的平台。

可选地，该锥形部分的中性轴为线形，或螺旋形。

可选地，该阻尼层为多层。

可选地，多个振动抑制装置被连接至该待减振设备。