[发明专利]一种利用分段线性刚度弹簧的非线性吸振器

说明书

本发明涉及振动抑制领域，特别是提供一种利用分段线性刚度弹簧的非线性吸振器。该非线性吸振器包括组合板簧、质量块、与待减振系统连接的固定装置，组合板簧为左右两侧板簧呈对称的组合结构，左侧和右侧板簧自外向内依次排列，其相应的板簧宽度逐次增大；质量块由上压板、下压板、连接螺栓组成，固定装置由上板簧固定件、下板簧固定件、支板、连接螺栓组成。本发明以分段线性刚度弹簧等效代替立方刚度弹簧，对立方刚度的拟合精度高，其刚度变化与位移大小相关，且通过调节组合板簧与质量块的间隙可有效的改变其非线性；该吸振器将来自待减振系统的能量耗散，其结构简单紧凑、设计合理，抑振频带宽，抑振效果显著。

技术领域

本发明涉及振动抑制领域，特别是提供一种利用分段线性刚度弹簧的非线性吸振器。

背景技术

振动是各类机械设备在运行过程中不可避免的现象。现阶段，随着设备运作速度的不断提升，振动问题愈加引起关注。振动将导致机械结构过早的产生破坏，使运动轨迹产生偏离，进一步会导致更为严重的设备故障，此类故障将会造成严重的危害，不仅影响设备的稳定运行，有些甚至造成灾难性的后果。

近年来，传统的被动式动力吸振器通常采用线性吸振器形式，其结构简单，且当固有频率与激励频率相同时抑振性能明显，但宽频带抑振效果差；主动式在前者基础上增加主控制力，使其获得更好的宽频带抑振性能，但主动式吸振器系统质量大、成本高、可靠性差，且需要另外的能量供给；非线性吸振器近年来已得到广泛的应用，但现有的非线性吸振器的弹性元件通常结构复杂、占用空间较大。因此，上述类型的吸振器应用范围也受到限制。

因此，人们期望获得一种通过利用结构简单紧凑、弹性元件刚度易于调节的非线性吸振器来抑制振动的方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种利用分段线性刚度弹簧的非线性吸振器，该吸振器以分段线性刚度等效代替立方刚度弹簧的方法，并可通过调整板簧与压板间隙改变其非线性，能有效的耗散来自待减振系统的能量，抑振效果十分显著。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种利用分段线性刚度弹簧的非线性吸振器，采用分段线性弹簧等效的拟合非线性刚度弹簧，非线性吸振器包括组合板簧、质量块、与待减振系统连接的固定装置，具体结构如下：

组合板簧为左右两侧板簧呈对称的组合结构，左侧和右侧板簧自外向内依次排列，其相应的板簧宽度逐次增大；

质量块由上压板、下压板、连接螺栓组成，上压板、下压板均采用矩形框型结构，其两长边底面开有呈左右对称状的阶梯形通槽，所述压板两长边底面槽深自中间至两侧方向呈阶梯形状递减；组合板簧的板簧端伸至上压板、下压板之间，上压板、下压板的长边底面最外侧通槽分别与板簧lf₁顶面、底面保持接触，上压板、板簧lf₁、下压板通过所述连接螺栓自上而下依次紧密连接，其余板簧与上压板、下压板对应面的间隙自中间至两侧逐次增大；

固定装置由上板簧固定件、下板簧固定件、支板、连接螺栓组成，上板簧固定件、组合板簧的连接端、支板、待减振系统、下板簧固定件通过所述连接螺栓自上而下依次紧密连接。

所述的利用分段线性刚度弹簧的非线性吸振器，待减振系统为悬臂梁。

所述的利用分段线性刚度弹簧的非线性吸振器，组合板簧为左右两侧板簧呈对称的组合结构，左侧和右侧分别为四个板簧lf₁，lf₂，lf₃，lf₄自外向内依次排列，其相应的板簧宽度b₁，b₂，b₃，b₄逐次增大，即板簧刚度逐次增大。