顆粒鏈減震阻尼裝置及顆粒鏈減震阻尼測試方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及減震阻尼器領域，尤其涉及一種顆粒鏈減震阻尼裝置及其顆粒鏈減震 阻尼測試方法。
【背景技術】
[0002] 現實生活中存在的液體阻尼器，是利用固定容器中的液體的慣性和粘性耗能來減 小結構的振動，可是液體阻尼器存在減震頻帶較窄的問題。
[0003] 因此本領域迫切需要一種減震頻帶較寬、適用范圍較寬且減震效果明顯的減震阻 尼器。

【發明內容】

[0004] 本發明的實施例旨在克服以上技術問題，提出一種結構簡單、減震頻帶寬、對容器 不敏感、減震效果又好并且減震效率可以調節的顆粒鏈減震阻尼裝置及其顆粒鏈減震阻尼 測試方法。
[0005] 為解決上述技術問題，根據本發明的第一方面，提供一種顆粒鏈減震阻尼裝置，其 中，
[0006] 包括：空心圓筒、亞克力玻璃球、擋板和多條顆粒鏈；
[0007] 所述空心圓筒的底部鑲嵌所述亞克力玻璃球，所述亞克力玻璃球用于減少震動強 度、并且防止所述顆粒鏈從所述空心圓筒的底部滑落；
[0008] 所述空心圓筒的上部設置所述擋板；
[0009] 所述多條顆粒鏈放置在所述空心圓筒內部，每條顆粒鏈包括至少8個顆粒，每條 顆粒鏈的初始擺放狀態為螺旋式擺放在所述空心圓筒內部的下表面上。
[0010] 根據本發明的第二方面，提供一種顆粒鏈減震阻尼裝置，其中，所述擋板為多孔介 質擋板。
[0011] 根據本發明的第三方面，提供一種顆粒鏈減震阻尼裝置，其中，所述多孔介質擋板 在所述空心圓筒上的位置可調節。
[0012] 根據本發明的第四方面，提供一種顆粒鏈減震阻尼裝置，其中，所述多孔介質擋板 通過螺絲可拆卸固定在所述空心圓筒上。
[0013] 根據本發明的第五方面，提供一種顆粒鏈減震阻尼裝置，其中，所述多孔介質擋板 采用吸能材料，所述吸能材料為泡沫塑料。
[0014] 根據本發明的第六方面，提供一種顆粒鏈減震阻尼裝置，其中，所述顆粒為空心鋼 球或有機玻璃球。
[0015] 根據本發明的第七方面，提供一種顆粒鏈減震阻尼裝置，其中，所述空心圓筒的材 質為塑料材質。
[0016] 根據本發明的第八方面，提供一種顆粒鏈減震阻尼測試方法，其中，所述測試方法 包括以下步驟：
[0017] (a)、將亞克力玻璃球鑲嵌在空心圓筒的底部，然后將多條顆粒鏈以螺旋式的初始 擺放狀態擺放在所述空心圓筒的內部的下表面上，每條顆粒鏈包括至少8個顆粒，最后將 擋板可拆卸固定在所述空心圓筒的上部，最終形成顆粒鏈減震阻尼裝置；
[0018] (b)、在水平地面放置固定支架，用于固定光滑玻璃導管，所述光滑玻璃導管為上 下開口的導管，其半徑大于所述空心圓筒的外徑，所述顆粒鏈減震阻尼裝置放置在所述光 滑玻璃導管的內部，所述光滑玻璃導管用于引導所述顆粒鏈減震阻尼裝置在豎直方向上運 動，并且保證所述顆粒鏈減震阻尼裝置每次從同一高度自由下落；
[0019] (C)、用高速攝像機記錄所述顆粒鏈減震阻尼裝置的下落過程，所述高速攝像機拍 攝設置為200張/秒或600張/秒；
[0020] (d)、用圖像處理軟件處理所述高速攝像機拍攝的圖片，提取并計算出運動學數 據，所述運動學數據包括所述顆粒鏈減震阻尼裝置在豎直方向上的運動位置h、速度V、加 速度a、下落過程的總時間t及反彈瞬間所述顆粒鏈減震阻尼裝置的碰撞恢復系數ε。
[0021] 根據本發明的第九方面，提供一種顆粒鏈減震阻尼測試方法，其中，所述顆粒鏈減 震阻尼裝置中裝有合適質量的顆粒鏈時，在下落接觸地面后不會出現再次反彈，此時所述 顆粒鏈減震阻尼裝置的速度為〇,所述合適質量為〇. 74 ε。兄，其中，ε。是所述顆粒鏈減震 阻尼裝置空載時與地面相撞的恢復系數，Μ。是所述顆粒鏈減震阻尼裝置空載時的質量。
[0022] 根據本發明的第十方面，提供一種顆粒鏈減震阻尼測試方法，其中，所述顆粒鏈減 震阻尼裝置彈跳過程中，在其底部安放鐵制圓柱，所述鐵質圓柱的下方設置有防震墊。
[0023] 本發明的顆粒鏈減震阻尼裝置具有以下有益效果：減震效果明顯、結構簡單堅固、 容易維護、可在很寬范圍的溫濕度與振動頻率內工作以及耗散效率容易調節。
[0024] 本發明的顆粒鏈減震阻尼裝置的測試方法測試了顆粒鏈減震阻尼裝置的減震過 程以及減震效果。
【附圖說明】
[0025] 圖1為本發明的顆粒鏈減震阻尼裝置的測試方法的結構示意圖；
[0026] 圖2為本發明的顆粒鏈減震阻尼裝置的結構示意圖；
[0027] 圖3為本發明的顆粒鏈減震阻尼裝置從下降到反彈的過程示意圖；
[0028] 圖4為有無阻尼器時容器下落后反彈高度與時間的對應關系圖；
[0029] 圖5為阻尼器恢復系數與彈跳次數的對應關系圖。
[0030] 附圖標記說明：
[0031] 1、顆粒鏈減震阻尼裝置 11、空心圓筒
[0032] 12、亞克力玻璃球 13、擋板
[0033] 14、顆粒鏈 2、固定支架
[0034] 3、光滑玻璃導管 4、高速攝像機
[0035] 5、鐵質圓柱 6、防震墊
【具體實施方式】
[0036] 為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明了，下面結合【具體實施方式】并參 照附圖，對本發明進一步詳細說明。應該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本發 明的范圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結構及技術的描述，以避免不必要地混淆本 發明的概念。
[0037] 實施例一
[0038] 為保護下降著陸裝置，需要盡可能衰減沖擊。例如宇航探測器的著陸，就通過結構 設計與沖擊衰減裝置，實現安全著陸。因為顆粒材料可通過顆粒之間的摩擦與非彈性碰撞， 其具有良好的能量耗散能力，可以起到一定的減震效果，為此本發明實施例一提供了一種 顆粒鏈減震阻尼裝置1。
[0039] 圖1為本發明的顆粒鏈減震阻尼裝置的測試方法的結構示意圖，圖2為本發明的 顆粒鏈減震阻尼裝置的結構示意圖。如圖1和圖2所示，顆粒鏈減震阻尼裝置1包括：空心 圓筒11、亞克力玻璃球12、擋板13和多條顆粒鏈14。其中，空心圓筒11的底部鑲嵌有亞克 力玻璃球12,該亞克力玻璃球12用于減少震動強度，并且防止顆粒鏈14從空心圓筒11的 底部滑落；多條顆粒鏈14放置在空心圓筒11的內部，每條顆粒鏈14包括至少8個顆粒，每 條顆粒鏈14的初始擺放狀態為螺旋式擺放在空心圓筒11內部的下表面上。此外，在空心 圓筒11的上部設置有擋板13,該擋板13用于防止在顆粒鏈減震阻尼裝置1下降過程中顆 粒鏈14迸濺出空心圓筒11的內部。
[0040] 在本發明的進一步實施例中，上述擋板13可以為多孔介質擋板13,該多孔介質擋 板13在空心圓筒11上的位置為可調節設置，具體地，是通過螺絲將多孔介質擋板13可拆 卸地固定在空心圓筒11的上部，或者也可以通過插銷將多孔介質擋板13可拆卸地固定在 空心圓筒11的上部。這樣設置的多孔介質擋板13可以靈活調節空心圓筒11中顆粒鏈14 的可活動空間的大小，其活動空間的大小直接影響到顆粒鏈減震阻尼裝置1的減震效果。 為此，在空心圓筒11上可提前設置有多個螺孔或通孔，用于放入螺絲或插銷，從而固定多 孔介質擋板13。
[0041] 需要說明的是，本發明中的顆粒鏈減震阻尼裝置1頂部的擋板13位置可調節，其 具體位置的放置會直接影響減震效果。由于擋板13位置的放置與減震效果有很大關系，在 不同需要沖擊保護的裝置中可以選擇合適的位置，然后用螺絲或插銷將擋板13固定在空 心圓筒11上。
[0042] 該顆粒鏈減震阻尼裝置1的結構簡單，減震效果明顯又能夠控制能量耗散效率， 其制作過程也簡單快捷，具體如下：
[0043] 在空心圓筒11底部鑲嵌一個亞克力玻璃球12,頂部設置有位置可調節的擋板13， 在擋板13固定之前在空心圓筒11的內部放置多個顆粒鏈14,每條顆粒鏈包括至少8個顆 粒，這即是一簡易顆粒鏈減震阻尼裝置1。
[0044] 本發明中的顆粒鏈14設置為每鏈至少8個球，是為了保證本發明中顆粒鏈14盡 量為顆粒長鏈，這樣構成的顆粒鏈阻尼器裝置1可以區別于傳統的顆粒阻尼器，并且相對 于顆粒阻尼器來說，其減震效果也更強更好。需要說明的是，本發明中顆粒鏈14上的顆粒 優選采用空心鋼球或有機玻璃球，這樣既可以保證本發明的顆粒鏈減震阻尼裝置1在沖擊 過程中顆粒的完整性又起到一定的減震效果。
[0045] 本發明的顆粒鏈減震阻尼裝置1能夠固定在需要沖擊保護的裝置上，用于保護裝 置內部物品的安全性。為了保證運動過程中顆粒鏈減震阻尼裝置1及需要沖擊保護的裝置 的安全性與穩定性，本發明的空心圓筒11的材質選用塑料材質，這樣設置是為了在下降過 程中不易摔壞，可以重復多次使用，此外塑料材質屬于吸能材料，在下降過程中可以提高顆 粒鏈減震阻尼裝置1的減震效果。
[0046] 另外，為了提高減震效果，本發明中的顆粒鏈減震阻尼裝置1中的擋板13采用吸 能材料，優選的，吸能材料可以為泡沫塑料，這樣可以保證本發明的顆粒鏈減震阻尼裝置1 可以在沖擊瞬間能夠快速消耗大量能量，從而起到保護裝置的作用。
[0047] 為了保證顆粒鏈減震阻尼裝置1減震效果的穩定性以及檢測數據的可靠性，本發 明的初始條件中顆粒鏈14均采用螺旋式的初始擺放狀態擺放在空心圓筒11內部的下表面 上。需要說明的是，空心圓筒11內的顆粒鏈14數量或質量可根據具體情況調節。
[0048] 本發明的顆粒鏈減震阻尼裝置1可以安裝在需要沖擊保護的裝置上，根據減震效 果要求在需要沖擊保護的裝置上可以安裝一個或多個本發明的顆粒鏈減震阻尼裝置1。本 發明的顆粒鏈減震阻尼裝置1與傳統液體或者單體顆粒減震阻尼器相比，顆粒鏈減震阻尼 裝置1具有以下優點：減震效果更強，結構簡單堅固，容易維護，可在很寬范圍的溫度、濕度 與振動頻率范圍內工作，耗散效率容易調節。需要說明的是，顆粒鏈減震阻尼裝置1