电磁式颤振碰撞阻尼器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种振动控制技术，具体涉及一种利用颤振耗能方式实现减振的电磁式颤振碰撞阻尼器。
【背景技术】
[0002]碰撞阻尼器属于振动的被动控制技术，它利用振动过程中自由质量(冲击器)与主系统的碰撞来控制住系统的响应。碰撞阻尼器构造简单、成本低廉、易于实施、无需外电源、适合在恶劣环境下使用并且减振效果良好。
[0003]关于碰撞阻尼的研究近年来得到了迅猛发展并在振动控制领域得到了广泛的应用。虽然碰撞阻尼器种类繁多，但从减振机理上来看，主要建立在碰撞过程中产生的动量交换和摩擦耗能的基础上；从理论研究方法来看，大多数碰撞阻尼器沿用或借鉴了单体碰撞阻尼的模型，所以单体碰撞阻尼是这一领域的基础模型。单体碰撞阻尼采用的是每周期两次对称碰撞的运动模式，碰撞次数较少减振效果一般。特别是当使用频率不是共振点附近时，难以形成有效的碰撞所以减振效果不理想。
[0004]经前期实验结果证明，当恢复系数较低时，碰撞阻尼器的频率适应范围宽，即在很大的一段频率范围内都有较好的表现。通过数值模拟考察其运动模式，发现减振效果较好的运动轨迹中存在颤振现象，即颤振有可能是碰撞阻尼器取得良好的减振效果的有效的新途径。所谓颤振，是指自有质量在短时间内与主系统之间发生很多次甚至无穷次碰撞的情况。
【发明内容】
[0005]针对现有碰撞阻尼器存在的诸多不足，在颤振减振机理的基础上，本发明提出一种电磁式颤振碰撞阻尼器，该阻尼器通过对碰撞中的颤振行为加以利用，通过颤振增加动量交换和碰撞产生的塑性变形的几率，实现减振效能的最大化，同时提高系统稳定性。
[0006]为实现上述目的，本发明的技术方案是:一种电磁式颤振碰撞阻尼器，具有一个冲击器，一个容纳部，所述容纳部内放置冲击器，所述容纳部左、右两端装有电磁端盖，所述容纳部上、下端分别固定连接容纳部上盖、容纳部下盖。
[0007]所述容纳部上盖、下盖内外表面均为凸起的弧形曲面。所述冲击器为直径15mm的钢球。所述电磁端盖为可调节磁力大小的电磁端盖。
[0008]本发明的有益效果是:
本发明的电磁式颤振碰撞阻尼器，通过改变碰撞阻尼器的耗能机制，对碰撞过程中的颤振现象加以利用，使冲击器在短时间内与主系统之间发生多次碰撞，颤振过程中的每一次碰撞对于系统减振都是有利的，以充分发挥碰撞阻尼器动量交换和塑性变形两种耗能机制。这种碰撞阻尼器的频率使用范围宽，适用场合广泛，同时可提高系统稳定性。
[0009]该电磁式颤振碰撞阻尼器结构简单，还可以根据实际情况的需要改变其形状，电磁端盖磁力大小和减振效能，可以进行大规模生产以应用到实际场合，其结构简单，拆装方便，使用灵活，能够广泛应用到各种复杂的工作环境。
【附图说明】
[0010]图1为本发明的电磁式颤振碰撞阻尼器在实施例中的结构示意图。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
[0012]如图1所示，一种电磁式颤振碰撞阻尼器，主要包括:冲击器2 ;容纳部5、容纳部上盖1、容纳部下盖4、电磁端盖3。
[0013]容纳部5内放置冲击器2，容纳部左、右两端装有电磁端盖3，容纳部上、下端分别固定连接容纳部上盖1、容纳部下盖4。
[0014]冲击器2可直接选用直径15mm左右的钢球，将容纳部上、下盖1，4车出螺纹，并将上、下盖1，4通过螺栓螺母连接，将容纳部上、下盖1，4的内外表面均加工成光滑平整的凸起弧形曲面，可以避免冲击器与容纳部边缘产生碰撞影响减振效果。在容纳部两端安装电磁端盖，可以通过螺纹或键槽固定。安装完成后，将两端的电磁端盖通电。在实际使用中，确定阻尼器的大小和位置后，可以通过焊接或卡槽等装置将阻尼器连接到需要减振的机械设备上。
[0015]通电后控制电磁端盖3两端磁力大小不等，从而使冲击器在与主系统完成第一次碰撞后由于受到电磁端盖的磁力差作用，接下来会与容纳部一侧端盖发生一系列追碰过程，而这种追碰是主系统为自由质量(即冲击器)输入能量的过程，通过动量交换将能量从主系统转移到自由质量上，从而极大地降低主系统的动量。碰撞过程中发生的塑性变形也永久地消耗了系统的动能，大大提高了系统稳定性。
[0016]本发明所涉及的这种电磁式颤振碰撞阻尼器可以通过调节电磁端盖的磁力大小，以控制颤振过程中冲击器与主系统的追碰次数与强度，达到不同工作环境对于减振效果的要求。同时通过一个周期远远大于两次的碰撞过程增加耗能，有利于实现减振效能的最大化。
[0017]本发明的作用与效果规定；
本发明涉及的电磁式颤振碰撞阻尼器。通过改变碰撞阻尼器的耗能机制，通两端的电磁端盖引发颤振过程。在颤振过程中主系统与自由质量的多次追碰除通过恢复系数消耗一部分能量外，还通过动量交换将能量从主系统中转移到冲击器上，也起到了减振的作用，而冲击器被加速，对于下一次的碰撞减振也是有利的。若碰撞中的非弹性比重较大，系统稳定性也将随之提高。这种阻尼器结构和电磁端盖磁力大小可以根据实际情况做出改变，其安装方便，使用灵活，适用频率范围宽，使得该阻尼器可以广泛应用于各种场合。
【主权项】
1.一种电磁式颤振碰撞阻尼器，具有一个冲击器(2)，一个容纳部(5)，其特征在于:所述容纳部(5)内放置冲击器(2)，所述容纳部(5)左、右两端装有电磁端盖(3)，所述容纳部(5)上、下端分别固定连接容纳部上盖(I)、容纳部下盖(4)。2.根据权利要求1所述的电磁式颤振碰撞阻尼器，其特征在于:所述容纳部上、下盖(1,4)内外表面均为凸起的弧形曲面。3.根据权利要求1所述的电磁式颤振碰撞阻尼器，其特征在于:所述冲击器(2)为直径15mm的钢球。4.根据权利要求1所述的电磁式颤振碰撞阻尼器，其特征在于:所述电磁端盖(3)为可调节磁力大小的电磁端盖。
【专利摘要】本发明涉及一种电磁式颤振碰撞阻尼器，具有一个冲击器，一个容纳部，所述容纳部内放置冲击器，所述容纳部左、右两端装有电磁端盖，所述容纳部上、下端分别固定连接容纳部上盖、容纳部下盖。电磁端盖通电后两端磁力大小不等，利用磁力差使得冲击器与主系统在一个周期内发生多次碰撞，从而加强动量交换和塑性变形两种耗能机制，显著提高减振效果。本发明针对碰撞阻尼器提出了一种利用颤振实现减振的途径，以实现减振效能的最大化，提高系统稳定性。阻尼器使用灵活，适用频率范围宽，可以广泛应用于各种场合。
【IPC分类】F16F6/00
【公开号】CN105221620
【申请号】CN201510655763
【发明人】杜妍辰, 葛静静, 秦婧, 张虹, 高雷, 江小亮, 符雯
【申请人】上海理工大学
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年10月12日