颗粒链减震阻尼装置及颗粒链减震阻尼测试方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及减震阻尼器领域，尤其涉及一种颗粒链减震阻尼装置及其颗粒链减震 阻尼测试方法。
【背景技术】
[0002] 现实生活中存在的液体阻尼器，是利用固定容器中的液体的惯性和粘性耗能来减 小结构的振动，可是液体阻尼器存在减震频带较窄的问题。
[0003] 因此本领域迫切需要一种减震频带较宽、适用范围较宽且减震效果明显的减震阻 尼器。
【发明内容】
[0004] 本发明的实施例旨在克服以上技术问题，提出一种结构简单、减震频带宽、对容器 不敏感、减震效果又好并且减震效率可以调节的颗粒链减震阻尼装置及其颗粒链减震阻尼 测试方法。
[0005] 为解决上述技术问题，根据本发明的第一方面，提供一种颗粒链减震阻尼装置，其 中，
[0006] 包括：空心圆筒、亚克力玻璃球、挡板和多条颗粒链；
[0007] 所述空心圆筒的底部镶嵌所述亚克力玻璃球，所述亚克力玻璃球用于减少震动强 度、并且防止所述颗粒链从所述空心圆筒的底部滑落；
[0008] 所述空心圆筒的上部设置所述挡板；
[0009] 所述多条颗粒链放置在所述空心圆筒内部，每条颗粒链包括至少8个颗粒，每条 颗粒链的初始摆放状态为螺旋式摆放在所述空心圆筒内部的下表面上。
[0010] 根据本发明的第二方面，提供一种颗粒链减震阻尼装置，其中，所述挡板为多孔介 质挡板。
[0011] 根据本发明的第三方面，提供一种颗粒链减震阻尼装置，其中，所述多孔介质挡板 在所述空心圆筒上的位置可调节。
[0012] 根据本发明的第四方面，提供一种颗粒链减震阻尼装置，其中，所述多孔介质挡板 通过螺丝可拆卸固定在所述空心圆筒上。
[0013] 根据本发明的第五方面，提供一种颗粒链减震阻尼装置，其中，所述多孔介质挡板 采用吸能材料，所述吸能材料为泡沫塑料。
[0014] 根据本发明的第六方面，提供一种颗粒链减震阻尼装置，其中，所述颗粒为空心钢 球或有机玻璃球。
[0015] 根据本发明的第七方面，提供一种颗粒链减震阻尼装置，其中，所述空心圆筒的材 质为塑料材质。
[0016] 根据本发明的第八方面，提供一种颗粒链减震阻尼测试方法，其中，所述测试方法 包括以下步骤：
[0017] (a)、将亚克力玻璃球镶嵌在空心圆筒的底部，然后将多条颗粒链以螺旋式的初始 摆放状态摆放在所述空心圆筒的内部的下表面上，每条颗粒链包括至少8个颗粒，最后将 挡板可拆卸固定在所述空心圆筒的上部，最终形成颗粒链减震阻尼装置；
[0018] (b)、在水平地面放置固定支架，用于固定光滑玻璃导管，所述光滑玻璃导管为上 下开口的导管，其半径大于所述空心圆筒的外径，所述颗粒链减震阻尼装置放置在所述光 滑玻璃导管的内部，所述光滑玻璃导管用于引导所述颗粒链减震阻尼装置在竖直方向上运 动，并且保证所述颗粒链减震阻尼装置每次从同一高度自由下落；
[0019] (C)、用高速摄像机记录所述颗粒链减震阻尼装置的下落过程，所述高速摄像机拍 摄设置为200张/秒或600张/秒；
[0020] (d)、用图像处理软件处理所述高速摄像机拍摄的图片，提取并计算出运动学数 据，所述运动学数据包括所述颗粒链减震阻尼装置在竖直方向上的运动位置h、速度V、加 速度a、下落过程的总时间t及反弹瞬间所述颗粒链减震阻尼装置的碰撞恢复系数ε。
[0021] 根据本发明的第九方面，提供一种颗粒链减震阻尼测试方法，其中，所述颗粒链减 震阻尼装置中装有合适质量的颗粒链时，在下落接触地面后不会出现再次反弹，此时所述 颗粒链减震阻尼装置的速度为〇,所述合适质量为〇. 74 ε。兄，其中，ε。是所述颗粒链减震 阻尼装置空载时与地面相撞的恢复系数，Μ。是所述颗粒链减震阻尼装置空载时的质量。
[0022] 根据本发明的第十方面，提供一种颗粒链减震阻尼测试方法，其中，所述颗粒链减 震阻尼装置弹跳过程中，在其底部安放铁制圆柱，所述铁质圆柱的下方设置有防震垫。
[0023] 本发明的颗粒链减震阻尼装置具有以下有益效果：减震效果明显、结构简单坚固、 容易维护、可在很宽范围的温湿度与振动频率内工作以及耗散效率容易调节。
[0024] 本发明的颗粒链减震阻尼装置的测试方法测试了颗粒链减震阻尼装置的减震过 程以及减震效果。
【附图说明】
[0025] 图1为本发明的颗粒链减震阻尼装置的测试方法的结构示意图；
[0026] 图2为本发明的颗粒链减震阻尼装置的结构示意图；
[0027] 图3为本发明的颗粒链减震阻尼装置从下降到反弹的过程示意图；
[0028] 图4为有无阻尼器时容器下落后反弹高度与时间的对应关系图；
[0029] 图5为阻尼器恢复系数与弹跳次数的对应关系图。
[0030] 附图标记说明：
[0031] 1、颗粒链减震阻尼装置 11、空心圆筒
[0032] 12、亚克力玻璃球 13、挡板
[0033] 14、颗粒链 2、固定支架
[0034] 3、光滑玻璃导管 4、高速摄像机
[0035] 5、铁质圆柱 6、防震垫
【具体实施方式】
[0036] 为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，下面结合【具体实施方式】并参 照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发 明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构及技术的描述，以避免不必要地混淆本 发明的概念。
[0037] 实施例一
[0038] 为保护下降着陆装置，需要尽可能衰减冲击。例如宇航探测器的着陆，就通过结构 设计与冲击衰减装置，实现安全着陆。因为颗粒材料可通过颗粒之间的摩擦与非弹性碰撞， 其具有良好的能量耗散能力，可以起到一定的减震效果，为此本发明实施例一提供了一种 颗粒链减震阻尼装置1。
[0039] 图1为本发明的颗粒链减震阻尼装置的测试方法的结构示意图，图2为本发明的 颗粒链减震阻尼装置的结构示意图。如图1和图2所示，颗粒链减震阻尼装置1包括：空心 圆筒11、亚克力玻璃球12、挡板13和多条颗粒链14。其中，空心圆筒11的底部镶嵌有亚克 力玻璃球12,该亚克力玻璃球12用于减少震动强度，并且防止颗粒链14从空心圆筒11的 底部滑落；多条颗粒链14放置在空心圆筒11的内部，每条颗粒链14包括至少8个颗粒，每 条颗粒链14的初始摆放状态为螺旋式摆放在空心圆筒11内部的下表面上。此外，在空心 圆筒11的上部设置有挡板13,该挡板13用于防止在颗粒链减震阻尼装置1下降过程中颗 粒链14迸溅出空心圆筒11的内部。
[0040] 在本发明的进一步实施例中，上述挡板13可以为多孔介质挡板13,该多孔介质挡 板13在空心圆筒11上的位置为可调节设置，具体地，是通过螺丝将多孔介质挡板13可拆 卸地固定在空心圆筒11的上部，或者也可以通过插销将多孔介质挡板13可拆卸地固定在 空心圆筒11的上部。这样设置的多孔介质挡板13可以灵活调节空心圆筒11中颗粒链14 的可活动空间的大小，其活动空间的大小直接影响到颗粒链减震阻尼装置1的减震效果。 为此，在空心圆筒11上可提前设置有多个螺孔或通孔，用于放入螺丝或插销，从而固定多 孔介质挡板13。
[0041] 需要说明的是，本发明中的颗粒链减震阻尼装置1顶部的挡板13位置可调节，其 具体位置的放置会直接影响减震效果。由于挡板13位置的放置与减震效果有很大关系，在 不同需要冲击保护的装置中可以选择合适的位置，然后用螺丝或插销将挡板13固定在空 心圆筒11上。
[0042] 该颗粒链减震阻尼装置1的结构简单，减震效果明显又能够控制能量耗散效率， 其制作过程也简单快捷，具体如下：
[0043] 在空心圆筒11底部镶嵌一个亚克力玻璃球12,顶部设置有位置可调节的挡板13， 在挡板13固定之前在空心圆筒11的内部放置多个颗粒链14,每条颗粒链包括至少8个颗 粒，这即是一简易颗粒链减震阻尼装置1。
[0044] 本发明中的颗粒链14设置为每链至少8个球，是为了保证本发明中颗粒链14尽 量为颗粒长链，这样构成的颗粒链阻尼器装置1可以区别于传统的颗粒阻尼器，并且相对 于颗粒阻尼器来说，其减震效果也更强更好。需要说明的是，本发明中颗粒链14上的颗粒 优选采用空心钢球或有机玻璃球，这样既可以保证本发明的颗粒链减震阻尼装置1在冲击 过程中颗粒的完整性又起到一定的减震效果。
[0045] 本发明的颗粒链减震阻尼装置1能够固定在需要冲击保护的装置上，用于保护装 置内部物品的安全性。为了保证运动过程中颗粒链减震阻尼装置1及需要冲击保护的装置 的安全性与稳定性，本发明的空心圆筒11的材质选用塑料材质，这样设置是为了在下降过 程中不易摔坏，可以重复多次使用，此外塑料材质属于吸能材料，在下降过程中可以提高颗 粒链减震阻尼装置1的减震效果。
[0046] 另外，为了提高减震效果，本发明中的颗粒链减震阻尼装置1中的挡板13采用吸 能材料，优选的，吸能材料可以为泡沫塑料，这样可以保证本发明的颗粒链减震阻尼装置1 可以在冲击瞬间能够快速消耗大量能量，从而起到保护装置的作用。
[0047] 为了保证颗粒链减震阻尼装置1减震效果的稳定性以及检测数据的可靠性，本发 明的初始条件中颗粒链14均采用螺旋式的初始摆放状态摆放在空心圆筒11内部的下表面 上。需要说明的是，空心圆筒11内的颗粒链14数量或质量可根据具体情况调节。
[0048] 本发明的颗粒链减震阻尼装置1可以安装在需要冲击保护的装置上，根据减震效 果要求在需要冲击保护的装置上可以安装一个或多个本发明的颗粒链减震阻尼装置1。本 发明的颗粒链减震阻尼装置1与传统液体或者单体颗粒减震阻尼器相比，颗粒链减震阻尼 装置1具有以下优点：减震效果更强，结构简单坚固，容易维护，可在很宽范围的温度、湿度 与振动频率范围内工作，耗散效率容易调节。需要说明的是，颗粒链减震阻尼装置1