一种弹性结构振动抑制装置的制作方法

本发明涉及振动控制与能量采集技术领域，具体为一种弹性结构振动抑制装置。

背景技术：

机械振动普遍存在于周边环境中，对振动的抑制及振动能量的利用受到许多研究学者关注。前人在弹性结构振动抑制方面做了很多工作，在一定程度上解决了振动对弹性结构的危害。但在特殊工况下，特别是海洋、航空等外部电能资源异常苛刻的条件下，在对弹性构件振动进行抑制的同时，如果能将振动的能量通过能量采集器转化为电能，供电子系统使用，这将大大地缓解特殊环境下电能短缺的问题。因此，这种通过采集弹性结构的振动能量抑制弹性结构的振动的装置具有突出的研究意义。

技术实现要素：

针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种弹性结构振动抑制装置，其通过冲击振动采集弹性结构的振动能量实现结构的振动抑制。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种弹性结构振动抑制装置，包括装置外壳、钢球、能量采集器，所述装置外壳为长方体，中间有圆形通孔，圆形通孔中放置钢球，所述钢球能够在外壳中自由移动，且装置外壳与钢球之间尽量光滑无摩擦，所述装置外壳两端固定连接能量采集器。

所述能量采集器底部设有接线端，线圈架套在超磁致材料棒上，且线圈架外部缠绕激励线圈，永磁铁固定在能量采集器外壳内部，且位于激励线圈的外侧；顶杆两端分别连接粘弹性阻尼和超磁致材料棒，所述钢球在装置外壳内部圆形通孔来回移动撞击两侧的粘弹性阻尼以收集能量，弹簧置于顶杆和能量采集器外壳之间，并被预压缩，其目的是使顶杆给超磁致材料棒预压力；能量采集器外壳与装置外壳固连。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过钢球来回碰撞两侧粘弹性阻尼，在对振动能量采集的同时，实现对结构振动的抑制。这种装置不仅适用于单频激励，而且还适用于复杂激励环境。对于多模态叠加的弹性结构振动，该装置能在实现通过采集所有模态的振动能量抑制弹性结构的振动。该装置设计简单，结构轻便，加工成本较低，易于实现，适用范围广泛。

附图说明

图1是本发明一种弹性结构振动抑制装置结构示意图。

图2是本发明实施例悬臂梁结构振动抑制示意图。

其中：1、装置外壳，2、钢球，3、能量采集器，31、接线端，32、线圈架，33、超磁致材料棒，34、激励线圈，35、永磁铁，36、能量采集器外壳，37、弹簧，38、顶杆，39、粘弹性阻尼，4、悬臂梁。

具体实施方式

下面结合附图对本发明具体实施例作进一步详细、完整地说明。

如图1所示，一种弹性结构振动抑制装置，包括装置外壳1、钢球2、能量采集器3，所述装置外壳1为长方体，中间有圆形通孔，圆形通孔中放置钢球2，所述钢球2能够在外壳1中自由移动，且装置外壳1与钢球2之间尽量光滑无摩擦，所述装置外壳1两端固定连接能量采集器3。

所述能量采集器3底部设有接线端31，线圈架32套在超磁致材料棒33上，且线圈架32外部缠绕激励线圈34，永磁铁35固定在能量采集器外壳36内部，且位于激励线圈34的外侧；顶杆38两端分别连接粘弹性阻尼39和超磁致材料棒33，所述钢球2在装置外壳1内部圆形通孔来回移动撞击两侧的粘弹性阻尼39以收集能量，弹簧37置于顶杆38和能量采集器外壳36之间，并被预压缩，其目的是使顶杆38给超磁致材料棒33预压力；能量采集器外壳36与装置外壳1固连。

本发明一种弹性结构振动抑制装置的工作原理如下：

如图2所示，以悬臂梁4为例，本发明装置固定在悬臂梁4振动位移较大点上，如悬臂梁4自由端。在悬臂梁4侧面根部沿水平方向施加激励，悬臂梁4带动本发明装置一起振动。钢球2在装置外壳1内部圆形通孔内来回碰撞顶杆38上的粘弹性阻尼39，粘弹性阻尼39将钢球2的碰撞能量吸收，并通过顶杆38将压力转递至超磁致材料棒33上使其压缩，在激励线圈34和永磁铁35的作用下产生电能，并由接线端31引出，实现通过采集悬臂梁4所有模态的振动能量抑制悬臂梁4的振动。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种弹性结构振动抑制装置，包括装置外壳、钢球、能量采集器，所述装置外壳为长方体，中间有圆形通孔，圆形通孔中放置钢球，所述钢球能够在外壳中自由移动，且装置外壳与钢球之间尽量光滑无摩擦，所述装置外壳两端固定连接能量采集器。针对多模态叠加的弹性结构振动，本发明能在实现通过采集所有模态的振动能量抑制弹性结构的振动，因此可以广泛地应用于汽车、航天等机械领域。

技术研发人员：丁虎;耿晓锋;陈立群;陆泽琦
受保护的技术使用者：上海大学
技术研发日：2018.12.28
技术公布日：2019.03.29