一种可抑制多向振动的多向非线性能量汇装置

本发明涉及被动振动控制，尤其是涉及一种可抑制多向振动的多向非线性能量汇装置。

背景技术：

1、振动是自然界最普遍的现象之一，广泛存在于日常生活和生产实践中。在工业生产中，振动会引起多种不利影响，它可能会导致设备的精度下降，影响设备的正常工作，甚至导致设备的疲劳破坏。如何消除因振动引起的负面影响，保障结构的正常运行成为了主要的研究课题。线性动力吸振器由于结构简单，被人们广泛使用，但是其减振频带窄，当外激励频率变化时，减振效果将变差。非线性能量汇的提出解决了这一问题，由于其具有靶向能量传递的能力，无线性刚度，所以能够宽频吸振。非线性能量汇旨在降低系统共振响应，并将系统中主结构的能量转移到非线性能量汇中附加的小质量块上，以期达到减振目的。然而，常见的非线性能量汇都是单一方向减振，而在实际生活，振动大都存在于空间内的，且待减振系统会受到来自多方向的激励影响，如建筑物、航天器、转子系统等。用于减轻多向激励影响的单向装置的效果是有限的。因此，需要有相应的吸振装置来更有效地抑制振动，本文设计了一种可抑制多向振动的多向非线性能量汇装置。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了解决上述现有技术存在的缺陷而提供一种可抑制多向振动的多向非线性能量汇装置，通过设置两组滑轮机构，在滑轮机构上环绕钢丝绳，钢丝绳连接小质量块，使附加在此非线性能量汇上的小质量块的运动方向具有三个自由度，亦可对系统的主结构进行多向减振，该装置结构简单，设计新颖，能够有效抑制振动。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、本发明的目的是提供一种可抑制多向振动的多向非线性能量汇装置，所述多向非线性能量汇装置包括第一滑轮机构、第二滑轮机构；所述第一滑轮机构上环绕有第一绳索；所述第二滑轮机构上环绕有第二绳索；所述第一绳索、第二绳索共同连接小质量块，构成两个运动平面。

4、进一步地，所述第一滑轮机构、第一绳索、小质量块构成第一运动平面；所述第二滑轮机构、第二绳索、小质量块构成第二运动平面。

5、进一步地，所述第一运动平面和第二运动平面不在同一平面内。

6、进一步地，所述第一运动平面和第二运动平面互相垂直设置。

7、进一步地，所述第一绳索为第一钢丝绳；所述第二绳索为第二钢丝绳。

8、进一步地，所述第一滑轮机构包括三个滑轮，第一滑轮机构的三个滑轮之间的连线构成等腰三角形；所述第二滑轮机构包括三个滑轮，第二滑轮机构的三个滑轮之间的连线构成等腰三角形。

9、进一步优选地，第一滑轮机构的三个滑轮之间的连线构成等边三角形；第二滑轮机构的三个滑轮之间的连线构成等边三角形。

10、进一步地，所述多向非线性能量汇装置还包括壳体；所述滑轮与连接轴连接；所述连接轴的两端与壳体连接。

11、进一步地，所述壳体为球形外壳。

12、进一步地，所述多向非线性能量汇装置固定于待减振系统中，以抑制待减振系统的振动。

13、进一步地，所述小质量块设于球心处；两个运动平面均过球心。

14、进一步地，所述多向非线性能量汇装置，利用第一滑轮机构、第二滑轮机构为小质量块提供运动平台，利用小质量块的动能和第一钢丝绳、第二钢丝绳的弹性势能和阻尼来消耗主系统的能量，具体操作步骤如下：

15、步骤1：设计两组滑轮机构，即第一滑轮机构、第二滑轮机构，分别环绕第一钢丝绳、第二钢丝绳后连接小质量块，为其提供运动平台；

16、步骤2：将本装置附加在待减振系统上，当外激励力作用在系统上时，待减振系统产生振动，能量会单方向转递至装置，将待减振系统传来的能量快速耗散，从而抑制了待减振系统的振动；

17、步骤3：将待减振系统的振幅数值与未安装本装置时系统的振幅进行对比，以此来衡量减振的效果。

18、进一步地，所述可抑制多向振动的多向非线性能量汇装置可以用于可能会受到多个方向激励的系统，如建筑物、航天器、转子系统等，应用广泛。

19、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

20、1)本发明所提供的可抑制多向振动的多向非线性能量汇装置，通过设置两组滑轮机构，在滑轮机构上环绕钢丝绳，钢丝绳连接小质量块，使附加在此非线性能量汇上的小质量块的运动方向具有三个自由度，亦可对系统的主结构进行多向减振，该装置结构简单，设计新颖，能够有效抑制振动。

21、2)本发明所提供的可抑制多向振动的多向非线性能量汇装置，通过此非线性能量汇中可多向运动的振子来消耗系统的机械能，属于被动控制的一种，提出了一种新型的减振思路，具有原理清晰、结构简单，容易操作的特点。

22、3)本发明所提供的可抑制多向振动的多向非线性能量汇装置，可以用于可能会多个方向激励的系统，如建筑物、航天器、转子系统等，应用广泛。

技术特征：

1.一种可抑制多向振动的多向非线性能量汇装置，其特征在于，所述多向非线性能量汇装置包括第一滑轮机构(1)、第二滑轮机构(3)；

2.根据权利要求1所述的可抑制多向振动的多向非线性能量汇装置，其特征在于，所述第一滑轮机构(1)、第一绳索、小质量块(5)构成第一运动平面；

3.根据权利要求2所述的可抑制多向振动的多向非线性能量汇装置，其特征在于，所述第一运动平面和第二运动平面不在同一平面内。

4.根据权利要求3所述的可抑制多向振动的多向非线性能量汇装置，其特征在于，所述第一运动平面和第二运动平面互相垂直设置。

5.根据权利要求1所述的可抑制多向振动的多向非线性能量汇装置，其特征在于，所述第一绳索为第一钢丝绳(2)；

6.根据权利要求1所述的可抑制多向振动的多向非线性能量汇装置，其特征在于，所述第一滑轮机构(1)包括三个滑轮，第一滑轮机构(1)的三个滑轮之间的连线构成等边三角形；

7.根据权利要求6所述的可抑制多向振动的多向非线性能量汇装置，其特征在于，所述多向非线性能量汇装置还包括壳体(6)；

8.根据权利要求7所述的可抑制多向振动的多向非线性能量汇装置，其特征在于，所述壳体(6)为球形外壳。

9.根据权利要求8所述的可抑制多向振动的多向非线性能量汇装置，其特征在于，所述多向非线性能量汇装置固定于待减振系统中，以抑制待减振系统的振动。

10.根据权利要求1所述的可抑制多向振动的多向非线性能量汇装置，其特征在于，所述小质量块(5)设于球心处；

技术总结
本发明涉及一种可抑制多向振动的多向非线性能量汇装置，所述多向非线性能量汇装置包括第一滑轮机构(1)、第二滑轮机构(3)；所述第一滑轮机构(1)上环绕有第一绳索；所述第二滑轮机构(3)上环绕有第二绳索；所述第一绳索、第二绳索共同连接小质量块(5)，构成两个运动平面。与现有技术相比，本发明通过设置两组滑轮机构，在滑轮机构上环绕钢丝绳，钢丝绳连接小质量块，使附加在此非线性能量汇上的小质量块的运动方向具有三个自由度，亦可对系统的主结构进行多向减振，该装置结构简单，设计新颖，能够有效抑制振动。

技术研发人员：毛晓晔,方天成,吴安东,张俊宁,丁虎,陈立群
受保护的技术使用者：上海大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15