本發(fā)明涉及隔振抗沖擊裝置，特別是涉及一種復(fù)合材料負(fù)泊松比蜂窩隔振抗沖擊裝置。

背景技術(shù)：

開(kāi)發(fā)高效輕質(zhì)隔振抗沖擊裝置是機(jī)械設(shè)備噪聲及振動(dòng)舒適性設(shè)計(jì)研究的前沿課題。傳統(tǒng)的隔振抗沖擊裝置主要有單層隔振系統(tǒng)、雙層隔振系統(tǒng)和浮筏隔振系統(tǒng)等。由于單層隔振系統(tǒng)簡(jiǎn)單有效，因此在工程上應(yīng)用廣泛，但它有明顯缺點(diǎn)：(1)當(dāng)機(jī)器的擾動(dòng)頻率較低時(shí)，隔振器剛度必須設(shè)計(jì)得很小，系統(tǒng)穩(wěn)定性差；(2)設(shè)備非剛性、隔振器的高頻駐波效應(yīng)和基礎(chǔ)非剛性的綜合結(jié)果使得傳遞率曲線(xiàn)在高頻時(shí)向上翹，并且出現(xiàn)很多共振峰，從而降低了高頻區(qū)的隔振效果。雙層隔振系統(tǒng)要想獲得好的隔振效果，除了需精心配置隔振器外，還需提供必要的中間質(zhì)量，以達(dá)到必需的質(zhì)量比。通常要求質(zhì)量比大于0.5，最好達(dá)到0.8，提供過(guò)多的中間質(zhì)量的開(kāi)銷(xiāo)是不經(jīng)濟(jì)和不許可的，從而限制了雙層隔振系統(tǒng)的應(yīng)用。對(duì)于浮筏隔振系統(tǒng)，從一般意義上講，這是一個(gè)具有分布質(zhì)量、分布彈性和分布阻尼的物理系統(tǒng)，因而是一個(gè)連續(xù)參數(shù)系統(tǒng)，要獲得該系統(tǒng)的精確解析解十分困難。現(xiàn)階段在浮筏設(shè)計(jì)中，采用理論分析或數(shù)值計(jì)算精確考慮基座非剛性的影響還存在技術(shù)處理上的困難，往往需要借助于實(shí)測(cè)獲得必要的數(shù)據(jù)，大大增加了裝置開(kāi)發(fā)成本和周期。除此之外，目前采用的設(shè)備彈性安裝方式，無(wú)論是單層、雙層還是浮筏，都是屬于被動(dòng)式隔振，低頻段會(huì)失效。

經(jīng)檢索，發(fā)現(xiàn)如下相關(guān)中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)。

專(zhuān)利文獻(xiàn)A：三明治防彈夾層板，申請(qǐng)?zhí)?01210225023.3，公開(kāi)號(hào)102717542A。專(zhuān)利文獻(xiàn)A的不足之處是：其提出的夾層板無(wú)法作為承力結(jié)構(gòu)，僅僅是具有防護(hù)功能。因此，當(dāng)工作定位為承力用途、解決承力問(wèn)題時(shí)，該加層板沒(méi)有考慮結(jié)構(gòu)強(qiáng)度問(wèn)題而只是注重抗爆效果，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不能解決承力問(wèn)題，應(yīng)用面窄。

專(zhuān)利文獻(xiàn)B：仿生負(fù)泊松比材料及其制備方法，申請(qǐng)?zhí)?01210018190.0，公開(kāi)號(hào)103214728A。專(zhuān)利文獻(xiàn)B的不足之處是：其屬于微觀材料設(shè)計(jì)，不存在宏觀結(jié)構(gòu)，其技術(shù)方案單獨(dú)不能滿(mǎn)足減振，抗沖擊(抗爆)以及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等多項(xiàng)使用和設(shè)計(jì)指標(biāo)。

本發(fā)明與專(zhuān)利文獻(xiàn)A和專(zhuān)利文獻(xiàn)B相結(jié)合后的方案相比，本發(fā)明是宏觀的主要減振抗沖擊裝置，不是輔助結(jié)構(gòu)，也不是微觀材料設(shè)計(jì)。本發(fā)明綜合考慮了減振，抗沖擊(抗爆)以及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等多項(xiàng)使用和設(shè)計(jì)指標(biāo)。通過(guò)不同的結(jié)構(gòu)形式和材料選擇，發(fā)揮各個(gè)部件的屬性?xún)?yōu)勢(shì)，增強(qiáng)了裝置的整體性能。也就是說(shuō)，本發(fā)明提出的復(fù)合材料負(fù)泊松比蜂窩減振裝置是主承力設(shè)備，而非功能輔助結(jié)構(gòu)。其使用環(huán)境要求其具有足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，內(nèi)封板和外封板的作用就是增加結(jié)構(gòu)剛度，保證使用的安全性和可靠性。本發(fā)明適用于需要考慮減振抗沖指標(biāo)的所有工程領(lǐng)域，應(yīng)用面廣泛。

本發(fā)明的技術(shù)難點(diǎn)在于：

難點(diǎn)1：技術(shù)難點(diǎn)集中于加工制造方面，特別是蜂窩結(jié)構(gòu)制造。

具體難在：在一定的安裝空間里，隨著蜂窩層數(shù)的增加，蜂窩的尺寸也隨之減小，普通的焊接方式，例如焊槍焊接，已無(wú)法將焊槍伸入蜂窩芯內(nèi)部，無(wú)法保證蜂窩結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量，容易出現(xiàn)脫焊情況。

本發(fā)明解決該難點(diǎn)所采用的制造方法是：本發(fā)明采用真空釬焊或者是整體鑄造的方式來(lái)制造蜂窩芯。

難點(diǎn)2：技術(shù)難點(diǎn)在于蜂窩結(jié)構(gòu)分別與復(fù)合材料面板、封板的連接方法。

具體難在：由于蜂窩孔徑很小，結(jié)構(gòu)縱深又很大，很難保證與復(fù)合材料面板和封板的焊接質(zhì)量。

本發(fā)明解決該難點(diǎn)所采用的連接方法是：同樣可采用真空釬焊的方式解決蜂窩芯與封板的連接，對(duì)于復(fù)合材料面板，除了真空釬焊，還可以考慮膠黏，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度同樣能夠得到保證。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種隔振抗沖擊裝置，解決目前隔振抗沖擊裝置調(diào)節(jié)參數(shù)少，裝置質(zhì)量大，且低頻隔振性能差的問(wèn)題。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種復(fù)合材料負(fù)泊松比蜂窩隔振抗沖擊裝置，包括復(fù)合材料面板、負(fù)泊松比蜂窩芯、外封板、內(nèi)封板、底封板；

負(fù)泊松比蜂窩芯的頂面貼合連接復(fù)合材料面板；

負(fù)泊松比蜂窩芯的底面貼合連接底封板；

負(fù)泊松比蜂窩芯的側(cè)面貼合連接外封板；

負(fù)泊松比蜂窩芯設(shè)置有通孔，通孔的孔壁貼合連接內(nèi)封板。

優(yōu)選地，負(fù)泊松比蜂窩芯分別與復(fù)合材料面板、外封板、內(nèi)封板、底封板焊接連接構(gòu)成整體承力設(shè)備。

優(yōu)選地，底封板能夠通過(guò)螺栓連接地板；復(fù)合材料面板的上表面為機(jī)械設(shè)備安放面。

優(yōu)選地，負(fù)泊松比蜂窩芯的蜂窩芯胞元泊松比為負(fù)值，具有拉脹效應(yīng)。

優(yōu)選地，內(nèi)封板為圓柱形或者圓管形；外封板為弧面板。

優(yōu)選地，采用真空釬焊方式將外封板、內(nèi)封板、底封板分別與負(fù)泊松比蜂窩芯連接。

優(yōu)選地，負(fù)泊松比蜂窩芯是采用整體鑄造的方式制造得到的。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

1、本發(fā)明可以確保對(duì)于工作頻率10～1000Hz內(nèi)的機(jī)械設(shè)備起到隔振抗沖作用，且輕質(zhì)高效，調(diào)節(jié)參數(shù)廣，極大的拓展了負(fù)泊松比蜂窩結(jié)構(gòu)應(yīng)用領(lǐng)域，同時(shí)降低了使用成本。

2、本發(fā)明可調(diào)節(jié)參數(shù)廣，包括復(fù)合材料鋪層方式、內(nèi)外封板厚度、負(fù)泊松比蜂窩芯層數(shù)和角度等，抗沖擊性能及低頻隔振性能兼顧，克服了傳統(tǒng)設(shè)備基座笨重低效的缺點(diǎn)，為負(fù)泊松比蜂窩結(jié)構(gòu)工程運(yùn)用開(kāi)拓了新的領(lǐng)域。例如對(duì)于500kg，工作頻率在18Hz的機(jī)械設(shè)備，當(dāng)蜂窩層數(shù)為5層，壁厚1mm時(shí)，其工作頻率下的減振效果可達(dá)2.3dB，應(yīng)對(duì)沖擊的動(dòng)力學(xué)放大系數(shù)僅為0.186，起到了很好的減振抗沖擊作用。

3、復(fù)合材料面板的作用是增強(qiáng)裝置低頻減振性能；內(nèi)外封板起隔離支撐作用，增強(qiáng)裝置結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，約束蜂窩芯變形；負(fù)泊松比蜂窩芯的作用是利用其自身拉脹效應(yīng)與蜂窩吸能特性，吸收沖擊能量，降低傳遞到底板的沖擊力。

附圖說(shuō)明

通過(guò)閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：

圖1為本發(fā)明提供的復(fù)合材料負(fù)泊松比蜂窩隔振抗沖擊裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明提供的復(fù)合材料負(fù)泊松比蜂窩隔振抗沖擊裝置的正視圖。

圖中：

1-復(fù)合材料面板

2-負(fù)泊松比蜂窩芯

3-外封板

4-內(nèi)封板

5-底封板

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變化和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

本發(fā)明提供一種復(fù)合材料負(fù)泊松比蜂窩隔振抗沖擊裝置，包括復(fù)合材料面板1、負(fù)泊松比蜂窩芯2、外封板3、內(nèi)封板4、底封板5；負(fù)泊松比蜂窩芯2的頂面貼合連接復(fù)合材料面板1；負(fù)泊松比蜂窩芯2的底面貼合連接底封板5；負(fù)泊松比蜂窩芯2的側(cè)面貼合連接外封板3；負(fù)泊松比蜂窩芯2設(shè)置有通孔，通孔的孔壁貼合連接內(nèi)封板4。負(fù)泊松比蜂窩芯2的蜂窩芯胞元泊松比為負(fù)值，具有拉脹效應(yīng)。

負(fù)泊松比蜂窩芯2分別與復(fù)合材料面板1、外封板3、內(nèi)封板4、底封板5焊接連接構(gòu)成整體承力設(shè)備。底封板5能夠通過(guò)螺栓連接地板；復(fù)合材料面板的上表面為機(jī)械設(shè)備安放面。內(nèi)封板4為圓柱形或者圓管形；外封板3為弧面板。底封板5與地板通過(guò)螺栓連接，機(jī)械設(shè)備安放于復(fù)合材料面板1之上，用螺栓連接。

復(fù)合材料面板的作用是增強(qiáng)裝置低頻減振性能；內(nèi)外封板起隔離支撐作用，增強(qiáng)裝置結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，約束蜂窩芯變形；負(fù)泊松比蜂窩芯的作用是利用其自身拉脹效應(yīng)與蜂窩吸能特性，吸收沖擊能量，降低傳遞到底板的沖擊力。

以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變化或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。在不沖突的情況下，本申請(qǐng)的實(shí)施例和實(shí)施例中的特征可以任意相互組合。