一种超结构隔振梁及其装配方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115288313A(43)申请公布日2022.11.04(21)申请号202210758003.6(22)申请日2022.06.29(71)申请人南京航空航天大学地址210007江苏省南京市秦淮区御道街29号(72)发明人范华林施冬宇刘洋安西月(74)专利代理机构江苏圣典律师事务所32237专利代理师周宁(51)Int.Cl.E04B1/98(2006.01)E04H9/02(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图2页(54)发明名称一种超结构隔振梁及其装配方法(57)摘要本发明公开了一种超结构隔振梁及其装配方法，属于人防工程技术领域，本发明包括：由条形钢丝绳隔振器、长方体型金属质量块构成的共振结构单元，以及上矩形梁和下矩形梁构成的隔振梁主体；共振结构单元使隔振梁存在局域共振带隙，可以使得梁中的挠曲波在特定频段上得到较大衰减。另外超结构隔振梁基于双自由度隔振模型，相比于普通隔振梁在中高频处可以有很好的隔振性能。CN115288313ACN115288313A权利要求书1/2页1.一种超结构隔振梁，其特征在于，包括：上矩形梁、下矩形梁、共振单元；所述上矩形梁为承载梁，下矩形梁为安装梁，所述共振单元多组周期性排列安装于上矩形梁和下矩形梁之间。2.根据权利要求1所述的超结构隔振梁，其特征在于，所述上矩形梁和下矩形梁的长和宽尺寸一致，厚度不同。3.根据权利要求1或2所述的超结构隔振梁，其特征在于，所述共振单元包括金属质量块、上层隔振器、下层隔振器，所述上层隔振器一端连接金属质量块上表面，另一端连接上矩形梁；所述下层隔振器一端连接金属质量块下表面，另一端连接下矩形梁，所述金属质量块、上层隔振器、下层隔振器的轴心在一条直线上。4.根据权利要求3所述的超结构隔振梁，其特征在于，所述金属质量块的宽与上矩形板的宽一致，其长度小于共振单元的晶格常数。5.根据权利要求3所述的超结构隔振梁，其特征在于，所述上层隔振器和下层隔振器的型号不同。6.根据权利要求3所述的超结构隔振梁，其特征在于，在上矩形梁的下表面和下矩形梁的上表面打孔，孔洞位置与上层隔振器和下层隔振器的安装孔位置相对应，所述金属质量块的上、下表面打孔与隔振器通过螺钉连接。7.根据权利要求3所述的超结构隔振梁，其特征在于，通过调整金属质量块的高度或者密度来控制共振单元的质量，以及改变上、下层隔振器的刚度来改变共振单元固有频率的效果。8.根据权利要求1所述的超结构隔振梁，其特征在于，所述下矩形梁的四周均匀打通孔，用螺钉将其与地基相连接，形成超结构隔振梁。9.一种超结构隔振梁的装配方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、通过双自由度理论以及实际工程的隔振需要和空间尺寸来计算确定隔振梁各部分的参数，完成隔振梁的设计，根据计算结果选择相应的部件；步骤二、采用螺钉将下层隔振器和下矩形梁进行连接固定后，依次将金属质量块、上层隔振器和上矩形梁进行串联连接，保证金属块、上、下隔振器的轴心在一条直线上；步骤三、将带隙特征不同的共振单元周期性地组合在一起，形成多共振单元隔振梁，安装方式同上。10.根据权利要求9所述的超结构隔振梁的装配方法，其特征在于，步骤一具体包括：首先考虑双自由度隔振模型，然后将其作为一个单元，构造出超结构隔振梁：已知单自由度隔振系统的质量为m1，隔振系统的刚度k1和钢丝绳隔振器的阻尼比z，根据有阻尼的单自由度传递曲线得到隔振系统的传递率，当要求双自由度系统传递到基础的荷载幅值与单自由度系统传递到基础的荷载幅值之比为Kp，和双层隔振系统中上层和下层隔振器的静变形量之比为Ks时，中间的金属块质量m2和下层隔振器的刚度k2按照下述式(1)‑(2)2CN115288313A权利要求书2/2页式中，Kp为单自由度、双自由度系统传递到基础的荷载幅值之比，m1为单自由度隔振系统的质量，m2为中间质量块的质量，g为m1与m2的比值，W为荷载频率与单自由度系统固有频率的频率比，B1为质量块m1稳态响应的振幅，B2为质量块m2稳态响应的振幅，k1为上层钢丝绳隔振器的刚度，k2为上层钢丝绳隔振器的刚度。3CN115288313A说明书1/4页一种超结构隔振梁及其装配方法技术领域[0001]本发明属于人防工程技术领域，具体涉及一种超结构隔振梁及其装配方法。背景技术[0002]人防工程以及国防工程中，地震动的防护一直是研究的热点，剧烈的地震动不仅会对工程、设备造成影响，而且也对人员安全造成较大威胁。弹性地基梁模型是研究隔震地板常用的简化模型，该模型在工程应用中的形式为，在地板下安置大型橡胶隔震器、阻尼器以及钢丝绳隔震器等。隔振理论一般都是单自由度模型，即只有当振动频率大于隔振系统固有频率的√2倍时，隔振系统才能发挥作用，所以一般通过降低隔振系统