[实用新型]一种含有柔性铰链的多韧带手性结构

说明书

本实用新型提供了一种含有柔性铰链的多韧带手性结构，具体涉及机械振动领域。一种含有柔性铰链的多韧带手性结构由周期排列的胞元结构组成；胞元包括：圆环节点，与圆环节点相切的韧带，韧带上设置有柔性铰链；通过调整柔性铰链在韧带上的数量和位置，可以改变韧带与圆环节点的约束参数，进而改变胞元的固有频率特性，最终改变多韧带手性结构的带隙特性，实现多韧带手性结构带隙减振可设计性。与传统的多韧带手性结构相比，本实用新型通过改变柔性铰链的参数，以及柔性铰链的数量和位置，调整多韧带手性结构的带隙特性，具有带隙特性可设计性好，适用于不同频率的振动减振场合，调节简单，易于加工等特点。

技术领域

本发明属于机械振动领域，具体涉及一种含有柔性铰链的多韧带手性结构。

背景技术

蜂窝结构的多胞材料具有出色的比强度和优异的可设计性等优点。多韧带手性结构是由多个胞元周期重复排列而成的蜂窝型拓扑结构，胞元包括圆环节点以及与圆环节点相切的韧带。多韧带手性结构是蜂窝结构的一种，具有负泊松比效应，该结构通过韧带的缠绕变形吸收冲击载荷，存储能量，然后通过释放能量实现展开。根据每个节点上韧带数目的不同，常见的手性结构可以分为三类：三韧带手性结构、四韧带手性结构和六韧带手性结构。多韧带手性结构除了具有普通蜂窝夹层结构的优点外，还具有可设计的带隙特性，包括带隙起始频率以及带隙宽度等。手性结构因其独特的几何形状和结构性能而广泛用于航天航空、交通和军事等重要领域。特别是在需要减振隔振的场合，手性结构引起了研究人员的重视,如水下设备受冲击时，多韧带手性结构作为包覆层可以起到很好的减振和隔振效果。近年来，国内外学者对手性结构的力学性能包括静力学性能和动力学性能展开研究，希望在轻质的基础上，提高隔振减振性能。

目前技术的缺点：目前多韧带手性结构的带隙特征调整，主要通过调整以下参数实现：韧带厚度，韧带宽度，圆环节点直径以及圆环节点填充材料等。每个参数对带隙特性的影响有限，往往需要同时调整多个参数才能得到需要的带隙特性，带隙特性控制比较困难。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提出一种含有柔性铰链的多韧带手性结构。柔性机构是利用材料的弹性变形传递或转换运动、力或能量的新型机构。根据柔性机构的特点，韧带上设置柔性铰链可以影响韧带的变形，进而影响其减振吸能作用。利用柔性铰链机构无间隙、无机械摩擦及可存储弹性能量等特点，通过改变柔性铰链的位置及数量，实现泊松比、面内杨氏模量、面外杨氏模量、剪切模量等参数的调整，影响胞元固有频率，最终改变多韧带手性结构的带隙特征，改善带隙特性可设计性。

本发明提供的一种含有柔性铰链的多韧带手性结构，包括如下组成部分：所述的多韧带手性结构由胞元组成，胞元包括圆环节点，与圆环节点相切的韧带，以及设置在韧带上的柔性铰链。

所述的多韧带手性结构承受外界的冲击载荷时，多韧带手性结构发生整体变形，韧带缠绕圆环节点。调节柔性铰链的位置以及增加柔性铰链的数量，可以调节手性结构的带隙特性。

本发明相对现有技术具有如下优点和积极效果：

(1)本发明基于欧拉梁屈曲原理，通过改变柔性铰链的位置和数量，改变胞元固有频率，调节带隙特性，实现和改善了带隙特性的可设计性。

(2)本发明可以在不改变韧带厚度、韧带宽度、圆环节点直径以及圆环节点填充材料等参数情况下，实现带隙特性调整，具有结构简单、设计灵活等优点。

附图说明

图1为本发明实施例中含有柔性铰链的多韧带手性结构的胞元结构图。

图中：

1.圆环节点；2.柔性铰链；3.韧带。

图2是图1中柔性铰链2的放大示意图。

图3为本发明实施例中含有柔性铰链的多韧带手性结构的胞元周期排列示意图。

具体实施方式