一种三维耗能减振的非线性能量阱

本发明涉及减振，具体涉及一种三维耗能减振的非线性能量阱。

背景技术：

0、技术背景

1、土木工程结构与机械设备普遍存在着振动问题，振动是由地震、风、设备运行等外力引起的，过大的振动会影响土木工程结构与机械设备的正常使用，甚至可能导致它们的破坏，为了减轻振动，可以采用阻尼器进行减振耗能，传统的减振装置在应对单方向振动时已经得到了广泛应用，但是在处理多方向振动时存在局限性，因此，设计一种能够同时减轻各个方向荷载的三维减振装置具有非常实际的价值。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供三维耗能减振的非线性能量阱，在结构发生振动时，能有效吸收和分散多个方向的能量，减少结构的振动。

2、为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

3、一种三维耗能减振的非线性能量阱，包括底板，所述底板上方设置有上框、所述底板和所述上框通过立柱连接；所述底板与所述上框之间设置有滑道，所述滑道的两端分别与所述立柱的侧面连接，所述滑道与所述上框之间设置有弹簧，所述弹簧的上端与所述上框连接，下端穿过滑道与滑动碰撞装置连接，所述滑动碰撞装置的上端与所述滑道接触，下端与所述底板接触。

4、进一步地，所述滑道两端设置有压电陶瓷，所述压电陶瓷与电阻片连接。

5、进一步地，所述滑动碰撞装置内部放置有多个圆形颗粒。

6、进一步地，所述底板下端设置有壳体，所述底板将所述壳体上端密封，所述壳体内腔装有粘滞液体。

7、进一步地，所述壳体内腔上部通过活动杆悬设有内箱，所述内箱下端部分位于粘滞液体中，所述内箱外部两侧设置有套筒，所述活动杆一端与所述壳体侧壁活动连接，另一端与所述套筒插接。

8、进一步地，所述壳体侧壁设置有永磁体，所述套筒内放置有磁流变液体。

9、进一步地，所述内箱内腔设置有弧形轨道和金属圆盘，所述弧形轨道两端与所述内箱侧壁活动连接，所述金属圆盘中心设置有与所述弧形轨道匹配的滑块，所述滑块位于所述弧形轨道内。

10、进一步地，所述内箱的内腔底部设置有若干封闭的独立区域，每个所述区域内放置有多个圆形颗粒。

11、进一步地，所述独立区域的内壁设置有压电陶瓷，所述压电陶瓷与电阻片连接。

12、与现有耗能减振装置相比，本发明的优点是：

13、(1)本发明引入了磁流变液体、粘滞液体、压电陶瓷、颗粒、电涡流以及立方刚度弹簧，形成了磁流变阻尼、电涡流耗能、颗粒阻尼、调谐液体阻尼器和非线性能量肼的相互协同作用，表现出了更优异的耗能效果；

14、(2)本发明通过弹簧与滑动碰撞装置形成的非线性能量阱、活动杆与内箱形成的非线性能量阱，均具有靶向能量传递机制，提升了耗能减振的工作效率，同时有效扩大了耗能减振的工作频率范围；

15、(3)本发明应用范围广，适用于三维空间中任意方向的耗能减振；

技术特征：

1.一种三维耗能减振的非线性能量阱，其特征在于，包括底板(1)，所述底板(1)上方设置有上框(2)、所述底板(1)和所述上框(2)通过立柱(3)连接；所述底板(1)与所述上框(2)之间设置有滑道(4)，所述滑道(4)的两端分别与所述立柱(3)的侧面连接，所述滑道(4)与所述上框(2)之间设置有弹簧(5)，所述弹簧(5)的上端与所述上框(2)连接，下端穿过滑道(4)与滑动碰撞装置(6)连接，所述滑动碰撞装置(6)的上端与所述滑道(4)接触，下端与所述底板(1)接触。

2.根据权利要求1所述的三维耗能减振的非线性能量阱，其特征在于，所述滑道(4)两端设置有压电陶瓷(7)，所述压电陶瓷(7)与电阻片连接。

3.根据权利要求1所述的三维耗能减振的非线性能量阱，其特征在于，所述滑动碰撞装置(6)内部放置有多个圆形颗粒(8)。

4.根据权利要求1所述的三维耗能减振的非线性能量阱，其特征在于，所述底板(1)下端设置有壳体(9)，所述底板(1)将所述壳体(9)上端密封，所述壳体(9)内腔装有粘滞液体。

5.根据权利要求4所述的三维耗能减振的非线性能量阱，其特征在于，所述壳体(9)内腔上部通过活动杆(10)悬设有内箱(11)，所述内箱(11)下端部分位于粘滞液体中，所述内箱(11)外部两侧设置有套筒(12)，所述活动杆(10)一端与所述壳体(9)侧壁活动连接，另一端与所述套筒(12)插接。

6.根据权利要求5所述的三维耗能减振的非线性能量阱，其特征在于，所述壳体(9)侧壁设置有永磁体(13)，所述套筒(12)内放置有磁流变液体。

7.根据权利要求6所述的三维耗能减振的非线性能量阱，其特征在于，所述内箱(11)内腔设置有弧形轨道(14)和金属圆盘(15)，所述弧形轨道(14)两端与所述内箱(11)侧壁活动连接，所述金属圆盘(15)中心设置有与所述弧形轨道(14)匹配的滑块，所述滑块位于所述弧形轨道(14)内。

8.根据权利要求5所述的三维耗能减振的非线性能量阱，其特征在于，所述内箱(11)的内腔底部设置有若干封闭的独立区域，每个所述区域内放置有多个圆形颗粒(8)。

9.根据权利要求8所述的三维耗能减振的非线性能量阱，其特征在于，所述独立区域的内壁设置有压电陶瓷(7)，所述压电陶瓷(7)与电阻片连接。

技术总结
本发明涉及一种三维耗能减振的非线性能量阱，包括底板，所述底板上方设置有上框、所述底板和所述上框通过立柱连接；所述底板与所述上框之间设置有滑道，所述滑道的两端分别与所述立柱的侧面连接，所述滑道与所述上框之间设置有弹簧，所述弹簧的上端与所述上框连接，下端穿过滑道与滑动碰撞装置连接，所述滑动碰撞装置的上端与所述滑道接触，下端与所述底板接触，本发明在结构发生振动时，能有效吸收和分散多个方向的能量，提升了耗能减振的工作效率，同时有效扩大了耗能减振的工作频率范围。

技术研发人员：傅博,肖壮,杨季,梅紫阳,程景晖,张余
受保护的技术使用者：长安大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17