专利名称：一种嵌套式颗粒阻尼器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种颗粒阻尼器，特别是一种嵌套式颗粒阻尼器，属于振动控制领域，适用于机械、航空航天以及建筑结构等领域的减震控制。
背景技术：
目前利用阻尼装置等附属构件进行耗能减震从而保证主体结构在地震或风振等动力荷载作用下安全性的方法方兴未艾。颗粒阻尼器的使用基本不受温度限制；颗粒阻尼器的位置布置灵活，在振动控制中具有良好的减震效果和发展前景。其基本原理是在结构振动时，利用颗粒之间以及颗粒与空腔壁之间的摩擦、碰撞进行能量耗散与装换，从而降低结构的振动。上世纪80年代初，Popplewell等发明了柔性颗粒阻尼技术，用柔性材料包裹一 定数量的某种颗粒并将其至于结构空腔内。国家知识产权局授权公告的“一种柔性颗粒阻尼器”的实用新型专利申请(专利号为201020241597. 6)，该阻尼器包括柔性材料制成的封装体和包裹在封装体内的颗粒物；封装体是具有空腔的带状体或具有多个成面布置的空腔的板状体或具有多个成立体布置的空腔的块状体。而后国家知识产权局授权公告了“一种颗粒阻尼器基本单元及相关的颗粒阻尼器”的实用新型专利申请(专利号为201120051956. 6)，该实用新型提供一种颗粒阻尼器基本单元，包括有空腔的外壳和封装于外壳的空腔内的颗粒物；同时本实用新型还提供一种颗粒阻尼器，包括具有空腔的封装体和封装于所述封装体内的所述空腔内的颗粒物。就上述颗粒阻尼器而言，阻尼颗粒间的相对运动有限，颗粒之间或颗粒与空腔壁之间的摩擦碰撞产生的阻尼有限，耗能减震效果也就难以满足要求，因而增大颗粒阻尼器的阻尼，提高颗粒阻尼器在建筑结构的减震效果，对推动颗粒阻尼器的发展有重要的作用。
发明内容基于上述问题，为增大现有颗粒阻尼器的阻尼，本实用新型提出一种嵌套式颗粒阻尼器，其设计方案如下一种嵌套式颗粒阻尼器，包括有外壳I、阻尼介质2、内部颗粒3，颗粒4，箱体5 ;内部颗粒3置于外壳I内部，在内部颗粒3和外壳I组成的空腔中填充阻尼介质2 ;外壳I、阻尼介质2和内部颗粒3组成颗粒4 ;颗粒4置于箱体5中或置于蜂窝结构的每个空腔中。所述的阻尼介质2的材料为硅油。外壳I的材料为柔性材料或弹性材料；所述的柔性材料包括橡胶、塑料；所述的弹性材料包括钢材。外壳I形状为球形或椭球形或四面体形。所述的内部颗粒3为金属材料或非金属材料，所述的金属材料包括钢、铅、铁、铝，所述的非金属材料包括玻璃珠、石子。所述的箱体5通过螺栓6与已有结构连接。[0012]所述的每个外壳I内的内部颗粒3的数量为一个或者一个以上，而不仅限于一个。本实用新型在容器里填充阻尼介质，引入了颗粒间的粘滞阻力，增大了振动时颗粒阻尼器的阻尼，使得颗粒本身具有耗能作用。此种阻尼颗粒制作简单方便、易组装，同时此颗粒阻尼器可以单独作为阻尼器直接与构件连接，也可作为一种阻尼颗粒基本单元，置于箱体或构件之中用来耗能。
图I为本实用新型提出的一种嵌套式颗粒阻尼器的基本单元示意图；图2为本实用新型提出的一种嵌套式颗粒阻尼器的示意图；图3为本实用新型提出的又一种嵌套式颗粒阻尼器的示意图。图4为本实用新型提出的内部颗粒为多数的一种嵌套式颗粒阻尼器的示意图 图中I、外壳，2、阻尼介质，3、内部颗粒，4、颗粒，5、箱体，6、螺栓
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施进行进一步说明实施例I : 如图I和图2所示，本实用新型提供一种嵌套式颗粒阻尼器，包括有外壳I、阻尼介质2、内部颗粒3，颗粒4，箱体5 ;内部颗粒3置于外壳I内部，在内部颗粒3和外壳I组成的空腔中填充阻尼介质2 ;外壳I、阻尼介质2和内部颗粒3组成颗粒4 ;颗粒4置于箱体5中；外壳I为橡胶、塑料等的柔性材料或为钢材等的弹性材料；外壳I形状为球形或椭球形或四面体形；内部颗粒3为钢、铅、铁、铝等的金属材料或玻璃珠、石子等的非金属材料；所述的阻尼介质2的材料为硅油。箱体5通过螺栓6与已有结构连接。实施例2 如图3所示，根据本实用新型提供的一种嵌套式颗粒阻尼器的一个实施例，将由外壳I、阻尼介质2、内部颗粒3组成的颗粒4作为阻尼器的一个基本单元，分别放在同样大小的空腔内，形成蜂窝型颗粒阻尼器，即一个空腔内放置一个嵌套式颗粒阻尼器。当振动发生时，颗粒4内的内部颗粒3在阻尼介质2中运动，产生粘滞阻力耗散能量；当内部颗粒3之间发生碰撞时，耗散部分能量；内部颗粒3与外壳I发生碰撞时，亦耗散能量。总的来说，耗能机制的增加，提高了嵌套式颗粒阻尼的阻尼，增大了其耗能减震效果。实施例3 如图4所示，根据本实用新型提供的一种嵌套式颗粒阻尼器的一个实施例，将有外壳I、阻尼介质2、多个内部颗粒3组成的颗粒4作为阻尼器的一个基本单元，将一定数量的颗粒4均匀堆放在箱体5中。外壳I为橡胶、塑料等的柔性材料或为钢材等的弹性材料；外壳I形状为球形或椭球形或四面体形；内部颗粒3为钢、铅、铁、铝等的金属材料或玻璃珠、石子等的非金属材料；所述的阻尼介质2的材料为硅油。箱体5通过螺栓6与已有结构连接。当振动发生时，内部颗粒3在阻尼介质2中运动产生粘滞阻力，内部颗粒3之间发生碰撞，内部颗粒3与外壳I发生碰撞，导致颗粒4本身就消耗能量；同时颗粒4之间以及颗粒与箱体I碰撞摩擦也消耗能量。这些都在一定程度上提高了颗粒阻尼器的减震效果。以上为本实用新型的3个典型实施例，但本实用新型的实施例不限于此。
权利要求1.一种嵌套式颗粒阻尼器，包括有外壳(I)、阻尼介质(2)、内部颗粒(3)，颗粒(4)，箱体(5);其特征在于内部颗粒(3)置于外壳⑴内部，在内部颗粒(3)和外壳⑴组成的空腔中填充阻尼介质⑵；外壳(I)、阻尼介质⑵和内部颗粒⑶组成颗粒⑷；颗粒⑷置于箱体(5)中或置于蜂窝结构的每个空腔中。
2.如权利要求I所述的一种嵌套式颗粒阻尼器，其特征在于外壳(I)的材料为柔性材料或弹性材料；所述的柔性材料包括橡胶、塑料；所述的弹性材料包括钢材。
3.如权利要求I所述的一种嵌套式颗粒阻尼器，其特征在于所述的阻尼介质(2)的材料为硅油。
4.如权利要求I所述的一种嵌套式颗粒阻尼器，其特征在于外壳(I)形状为球形或椭球形或四面体形。
5.如权利要求I所述的一种嵌套式颗粒阻尼器，其特征在于所述的内部颗粒(3)为金属材料或非金属材料，所述的金属材料包括钢、铅、铁、铝，所述的非金属材料包括玻璃珠、石子。
6.如权利要求I所述的一种嵌套式颗粒阻尼器，其特征在于所述的箱体(5)通过螺栓(6)与已有结构连接。
7.如权利要求I所述的一种嵌套式颗粒阻尼器，其特征在于所述的每个外壳(I)内的内部颗粒(3)的数量为一个或者一个以上，而不仅限于一个。
专利摘要本实用新型属于振动控制技术领域，涉及一种嵌套式颗粒阻尼器，包括有外壳1、阻尼介质2、内部颗粒3，颗粒4，箱体5；内部颗粒3置于外壳1内部，在内部颗粒3和外壳1组成的空腔中填充阻尼介质2；外壳1、阻尼介质2和内部颗粒3组成颗粒4；颗粒4置于箱体5中；本实用新型增加阻尼介质，引入了颗粒间的粘滞阻力，增大颗粒阻尼器的阻尼，使得颗粒本身具有耗能作用。此种阻尼颗粒制作简单方便、易组装，同时此颗粒阻尼器可以单独作为阻尼器直接与构件连接，也可作为一种阻尼颗粒基本单元，置于箱体或构件之中耗能。
文档编号F16F11/00GK202493626SQ20122007802
公开日2012年10月17日 申请日期2012年3月5日 优先权日2012年3月5日
发明者孙丽娟, 李芳芳, 纪金豹, 闫维明 申请人:北京工业大学