一种弯曲波减振结构、系统及其结构吸收系数计算方法

本发明涉及减振，具体涉及一种弯曲波减振结构、系统及其结构吸收系数计算方法。

背景技术：

1、工业化进程的加速推进已经造成了噪声污染，这些与人们生活息息相关的噪声污染，对人的生活和健康会产生负面影响。

2、针对由工程应用中振动引发的危害以及降低噪声要求，通常对设备振源振动进行处理，例如增加缓冲结构降低振源振动频率，传统的减振方法也以在梁状或板状结构上附加大量阻尼为代表阻隔振动的传播，例如公开号为cn116682402a的中国专利申请，通过在第一环形的上端粘贴阻尼材料，实现高效的能量损耗，进而实现高效率的宽带减振降噪。

3、但是通过阻尼材料实现减振所需材料多，不能满足结构轻量化的需求，并且这些阻尼材料对温度的耐受性较低，使得这些吸收方法难以适用于高温或低温的极端环境。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种弯曲波减振结构、系统及其结构吸收系数计算方法，解决目前减振结构不能满足结构轻量化的问题。

2、本发明为实现上述目的技术方案为：

3、一种弯曲波减振结构，包括长齿子腔和短齿子腔，所述长齿子腔的数量与短齿子腔的数量总数至少为三个，所述长齿子腔和短齿子腔并列设置为轴对称结构。

4、进一步限定，长齿子腔的数量和短齿子腔的数量均为两个，长齿子腔与短齿子腔同向设置，两个所述短齿子腔设置在两个所述长齿子腔之间。

5、进一步限定，所述长齿子腔的厚度与短齿子腔的厚度均相等。

6、进一步限定，所述长齿子腔的宽度与短齿子腔的宽度相等。

7、进一步限定，所述长齿子腔与短齿子腔之间的间距和两个短齿子腔之间的间距相同。

8、一种弯曲波减振系统，包括主体和上述的弯曲波减振结构，所述弯曲波减振结构设置在主体的周侧，主体与弯曲波减振结构材质相同，所述主体的厚度、长齿子腔的厚度与短齿子腔的厚度均相同。

9、进一步限定，所述弯曲波减振结构的数量为多个，多个弯曲波减振结构沿主体的周侧间隔设置。

10、进一步限定，所述主体上同侧相邻所述弯曲波减振结构之间的间距等于弯曲波减振结构中长齿子腔与短齿子腔之间的间距。

11、进一步限定，所述主体同侧的弯曲波减振结构尺寸相同；

12、或者主体同侧弯曲波减振结构的尺寸两两相同，两个相同尺寸的弯曲波减振结构关于主体的轴线对称设置。

13、一种弯曲波减振结构吸收系数计算方法，包括以下步骤：

14、s1、根据弯曲波减振结构的材质确定弯曲波减振结构的固有损耗σ、杨氏模量e和泊松比v；

15、s2、根据弯曲波减振结构的厚度d、固有损耗σ、杨氏模量e和泊松比v计算得到弯曲波的复波数k、长齿子腔内复合弯曲波声速cb和短齿子腔内复合弯曲波声速ce：

16、

17、

18、其中，ρ为弯曲波的密度，ω为弯曲波的角频率，j为虚部符号，长齿子腔内复合弯曲波声速和短齿子腔内复合弯曲波声速均为c；

19、s3、根据弯曲波减振结构的尺寸得到长齿子腔的垂直弯曲波声阻抗zb与短齿子腔的垂直弯曲波声阻抗ze：

20、

21、

22、s＝wd

23、w＝4p+3i

24、s＝pd

25、其中，ρ为弯曲波的密度，ω为弯曲波的角频率，j为虚部符号，长齿子腔内复合弯曲波声速和短齿子腔内复合弯曲波声速均为c，s为弯曲波减振结构的横截面积，w为弯曲波减振结构的宽度，长齿子腔的厚度和短齿子腔的厚度均为d，长齿子腔的宽度和短齿子腔的宽度均为p，长齿子腔与短齿子腔的横截面积均为s，长齿子腔与短齿子腔之间的间距和两个相邻短齿子腔之间的间距均为i，k为弯曲波的复波数，lb为长齿子腔长度，le为短齿子腔长度，δ为矫正因子；

26、s4、根据长齿子腔的垂直弯曲波声阻抗zb与短齿子腔的垂直弯曲波声阻抗ze得到弯曲波减振结构的吸收系数α：

27、

28、

29、其中，n为弯曲波减振结构中长齿子腔的数量，n为弯曲波减振结构中短齿子腔的数量，为弯曲波减振结构中第i个长齿子腔的垂直弯曲波声阻抗，为弯曲波减振结构中第i个短齿子腔的垂直弯曲波声阻抗。

30、本发明的有益效果：

31、1、本发明提供一种弯曲波减振结构，通过将总数不少于三个的长齿子腔与短齿子腔对称设置，利用长齿子腔与短齿子腔对称子腔结构的连续体束缚态通道辐射耦合，在固体介质中形成部分的能量局域化，即可实现对固体介质传递的最低模态弯曲波进行吸收，将弯曲波减振结构设置在主体上从而得到弯曲波减振系统，利用主体周侧的弯曲波减振结构实现对多个方向弯曲波的吸收，从而实现主体的减振，结构简单成本低，并且尺寸小降低主体的整体重量与尺寸，满足轻量化的要求。

32、2、本发明提供的弯曲波减振系统，根据减振需求，通过改变主体上弯曲波减振结构的位置，实现对不同方向弯曲波的吸收，同时也可以通过改变弯曲波减振结构的尺寸实现对不同频率弯曲波的吸收，能够适应不同温度环境，满足实际使用需求，同时减振效果明显。

技术特征：

1.一种弯曲波减振结构，其特征在于，包括长齿子腔(2)和短齿子腔(3)，所述长齿子腔(2)的数量与短齿子腔(3)的数量总数至少为三个，所述长齿子腔(2)和短齿子腔(3)并列设置为轴对称结构。

2.根据权利要求1所述的弯曲波减振结构，其特征在于，所述长齿子腔(2)的数量和短齿子腔(3)的数量均为两个，长齿子腔(2)与短齿子腔(3)同向设置，两个所述短齿子腔(3)设置在两个所述长齿子腔(2)之间。

3.根据权利要求2所述的弯曲波减振结构，其特征在于，所述长齿子腔(2)的厚度与短齿子腔(3)的厚度均相同。

4.根据权利要求2所述的弯曲波减振结构，其特征在于，所述长齿子腔(2)的宽度与短齿子腔(3)的宽度相等。

5.根据权利要求2～4任一项所述的弯曲波减振结构，其特征在于，所述长齿子腔(2)与短齿子腔(3)之间的间距和两个短齿子腔(3)之间的间距相等。

6.一种弯曲波减振系统，其特征在于，包括主体(1)和权利要求5所述的弯曲波减振结构，所述弯曲波减振结构设置在主体(1)的周侧，主体(1)与弯曲波减振结构材质相同，所述主体(1)的厚度、长齿子腔(2)的厚度与短齿子腔(3)的厚度均相同。

7.根据权利要求6所述的弯曲波减振系统，其特征在于，所述弯曲波减振结构的数量为多个，多个弯曲波减振结构沿主体(1)的周侧间隔设置。

8.根据权利要求6所述的弯曲波减振结构，其特征在于，所述主体(1)上同侧相邻所述弯曲波减振结构之间的间距等于弯曲波减振结构中长齿子腔(2)与短齿子腔(3)之间的间距。

9.根据权利要求8所述的弯曲波减振结构，其特征在于，所述主体(1)同侧的弯曲波减振结构尺寸相同；

10.一种弯曲波减振结构吸收系数计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及减振技术领域，具体涉及一种弯曲波减振结构、系统及其结构吸收系数计算方法，弯曲波减振结构包括两个长齿子腔和设置在两个长齿子腔之间的两个短齿子腔，所述长齿子腔与短齿子腔同向设置，弯曲波减振系统包括主体和设置在主体上的弯曲波减振结构；提供一种弯曲波减振结构，通过按照顺序依次设置长齿子腔与短齿子腔即可实现对单向弯曲波的吸收，将弯曲波减振结构设置在主体上从而得到弯曲波减振系统，利用主体周侧的弯曲波减振结构实现对多个方向弯曲波的吸收，从而实现主体的减振，结构简单成本低，并且尺寸小降低主体的整体重量与尺寸，满足轻量化的要求。

技术研发人员：高洁,王正东,田野,张小雨,陆美竹,王贯宇
受保护的技术使用者：陕西师范大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29