抗倒塌多層金屬波紋管固液混合隔振器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種抗倒塌多層金屬波紋管固液混合隔振器，包括波紋管容器、液壓油、可壓縮彈性橡膠單元和圓形補(bǔ)片。其中波紋管容器內(nèi)裝有由液壓油和可壓縮性彈性橡膠單元組成的固液混合介質(zhì)，其中可壓縮性彈性橡膠單元體內(nèi)可填充空氣、加壓氣體或?yàn)檎婵?，波紋管容器頂?shù)變啥撕附訄A形補(bǔ)片進(jìn)行密封。本發(fā)明具有良好的隔振性能，能有效提升結(jié)構(gòu)的抗倒塌能力。通過改變可壓縮彈性橡膠單元體的數(shù)量可以調(diào)整隔振效果，同時(shí)多層波紋管的采用，避免了油料泄露的問題，波紋管的合金材質(zhì)具有耐油性、耐腐蝕性、耐熱性和不易老化等多種優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
抗倒塌多層金屬波紋管固液混合隔振器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種抗倒塌多層金屬波紋管固液混合隔振器，屬于液壓式隔振、抗倒 塌技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 振動(dòng)控制技術(shù)主要分為被動(dòng)控制、半主動(dòng)控制及主動(dòng)控制=類。在實(shí)際工程中，與 其他兩種方案相比，被動(dòng)控制因其操作簡(jiǎn)潔便利、代價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)被廣泛研究和應(yīng)用。
[0003] 近年來，液固混合介質(zhì)隔振器作為一種全新的振動(dòng)控制手段也得到了一定的關(guān) 注，尤其在低頻重載隔振方面有著明顯優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)液固混合隔振器由液壓油缸、液壓油、彈 性單元及活塞等組成，具有良好的隔振性能，然而也存在疲勞壽命短、單元老化、油液泄露 等問題。為解決運(yùn)些問題，本發(fā)明引入了合金波紋管結(jié)構(gòu)，合金材料明顯不存在老化的問 題，并且具有更長(zhǎng)的疲勞壽命。油液泄露問題通過波紋管容器頂?shù)變啥撕附用芊鈦斫鉀Q。波 紋管單元體的兩側(cè)焊接有圓形補(bǔ)片，可壓縮彈性橡膠單元體內(nèi)可填充空氣、加壓氣體、或者 為真空。
[0004] 本發(fā)明具有良好的隔振性能，可有效提升結(jié)構(gòu)的抗倒塌能力，通過改變可壓縮彈 性橡膠單元體的數(shù)量可W調(diào)整隔振效果，同時(shí)多層波紋管的采用，避免了油料泄露的問題， 波紋管的合金材質(zhì)具有耐油性、耐腐蝕性、耐熱性和不易老化等多種優(yōu)點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了克服現(xiàn)有隔振器存在的疲勞壽命短、單元老化、油液泄露等問題，本發(fā)明的目 的在于提供一種多層金屬波紋管式固液混合隔振器，該裝置在傳統(tǒng)液固隔振器的基礎(chǔ)上加 W改進(jìn)，引入了合金波紋管結(jié)構(gòu)，波紋管容器頂?shù)變啥撕附訄A形補(bǔ)片密封來解決油液泄漏 的問題。本隔振器具有傳統(tǒng)隔振器隔振性能良好的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)解決了傳統(tǒng)隔振器疲勞壽命 短、橡膠單元老化、油液泄露等問題，并提升結(jié)構(gòu)的抗倒塌能力。
[0006] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:抗倒塌多層金屬波紋管固液混合隔 振器，包括波紋管容器、液壓油、可壓縮彈性橡膠單元和圓形補(bǔ)片，波紋管容器內(nèi)裝有由液 壓油和可壓縮性彈性橡膠單元組成的固液混合介質(zhì)，所述固液混合介質(zhì)充滿整個(gè)波紋管容 器，可壓縮性彈性橡膠單元體內(nèi)填充空氣、加壓氣體或真空中任一種，波紋管容器頂部和底 部?jī)啥撕附訄A形補(bǔ)片，使波紋管容器完全密封;所述混合隔振器剛度分為線性段和非線性 段，開始時(shí)，剛度由波紋管容器和可壓縮橡膠單元體共同提供，當(dāng)達(dá)到臨界點(diǎn)后，混合隔振 器的剛度全部由多層波紋管容器提供，所述臨界點(diǎn)為可壓縮橡膠單元體自身的彈性恢復(fù)力 與其內(nèi)部氣體壓力平衡，故混合隔振器的剛度由波紋管容器和可壓縮橡膠單元體共同決 定，臨界點(diǎn)的位置與可壓縮橡膠單元體的性質(zhì)有關(guān)。
[0007] 本發(fā)明中，可壓縮性彈性橡膠單元體內(nèi)填充空氣、加壓氣體或真空，從而實(shí)現(xiàn)其可 壓縮的性能，而液壓油幾乎不可壓縮。
[000引本發(fā)明中，可壓縮彈性橡膠單元體的數(shù)量可W調(diào)整，從而改變隔振器的剛度，調(diào)整 隔振器的隔振效果，提高其性能。
[0009] 本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明引入了抗倒塌多層金屬波紋管結(jié)構(gòu)，且多層波紋管 容器頂?shù)變啥撕附訄A形補(bǔ)片進(jìn)行密封，可W避免傳統(tǒng)液壓油缸油料泄露的問題，合金材料 的使用使本發(fā)明具有耐油性、耐腐蝕性、耐熱性和不易老化等優(yōu)點(diǎn)。可壓縮性彈性橡膠單元 體內(nèi)可填充空氣、加壓氣體或?yàn)檎婵?，從而?shí)現(xiàn)其可壓縮的性能，而液壓油幾乎不可壓縮。 本發(fā)明可壓縮彈性橡膠單元體的數(shù)量可W調(diào)整，從而改變隔振器的剛度，調(diào)整隔振器的隔 振效果，提高其性能，最終使結(jié)構(gòu)的抗倒塌能力得到有效提高。
【附圖說明】
[0010] 圖1為本發(fā)明示意圖； 圖2為俯視示意圖。
[0011] 圖中標(biāo)號(hào)：1.波紋管容器，2.液壓油，3.可壓縮彈性橡膠單元，4.圓形補(bǔ)片。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[001引實(shí)施例1: 本發(fā)明的抗倒塌多層金屬波紋管固液混合隔振器，包括波紋管容器1、液壓油2、可壓縮 彈性橡膠單元3和圓形補(bǔ)片4。
[0014] 如圖1、2所示，波紋管容器1內(nèi)裝有由液壓油2和可壓縮性彈性橡膠單元3組成的固 液混合介質(zhì)，其中可壓縮性彈性橡膠單元3體內(nèi)可填充空氣、加壓氣體或?yàn)檎婵?，波紋管容 器頂?shù)變啥撕附訄A形補(bǔ)片進(jìn)行密封。通過改變可壓縮彈性橡膠單元體的數(shù)量可W調(diào)整隔振 器剛度，從而起到調(diào)整隔振性能，提高隔振效果的作用，多層波紋管的采用，避免了油料泄 露的問題，波紋管的合金材質(zhì)具有耐油性、耐腐蝕性、耐熱性和不易老化等多種優(yōu)點(diǎn)。
[0015] 通過理論分析對(duì)抗倒塌多層金屬波紋管固液混合隔振器的減振效果的影響因素 進(jìn)行研究。運(yùn)個(gè)體系有兩種不同的狀態(tài):第一種狀態(tài)，系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程是線性的；第二種狀 態(tài)，體系的運(yùn)動(dòng)會(huì)呈現(xiàn)出明顯的不光滑的非線性。
[0016] 第一種狀態(tài)時(shí)，體系處于靜力平衡狀態(tài)，受到集中作用力F，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力Pa,內(nèi)部 油壓力DO，故體系力平衡方程為
(1) 此處X是隔振器的軸向變形，k2代表波紋管容器的剛度，Se代表容器的有效面積，由其 結(jié)構(gòu)幾何尺寸決定。
[0017] 假設(shè)液壓油液不可壓縮，波紋管結(jié)構(gòu)徑向剛度足夠大，不考慮徑向變形，波紋管容 器體積變化將全部由彈性單元體變形所致。假設(shè)所有的彈性單元完全屈服。所W有如下關(guān) 系： 由（1)(2)式整理得： (2) (3) 其中y單性單元在外部液壓作用下的軸向剛度，近似認(rèn)為ko為常數(shù)。
[0018] 公巧
巧明：剛度和阻尼是影響隔振器性能的主要因素，且本隔振器可W通過改 變單元體的數(shù)量來調(diào)整隔振器的剛度。也就是說，可W通過改變彈性單元體的數(shù)量改變固 液混合介質(zhì)隔振器的性能。理論上，剛度越小，隔振器的性能越好。
[0019] 通過試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，該固液混合隔振器能有效阻隔結(jié)構(gòu)的地震輸入，阻隔率大概 在50%w上，輸入結(jié)構(gòu)的地震作用大大減小，可有效提高結(jié)構(gòu)的抗倒塌能力。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 抗倒塌多層金屬波紋管固液混合隔振器，其特征在于包括波紋管容器、液壓油、可壓 縮彈性橡膠單元和圓形補(bǔ)片，波紋管容器內(nèi)裝有由液壓油和可壓縮性彈性橡膠單元組成的 固液混合介質(zhì)，所述固液混合介質(zhì)充滿整個(gè)波紋管容器，可壓縮性彈性橡膠單元體內(nèi)填充 空氣、加壓氣體或真空中任一種，波紋管容器頂部和底部?jī)啥撕附訄A形補(bǔ)片，使波紋管容器 完全密封;所述混合隔振器剛度分為線性段和非線性段，開始時(shí)，剛度由波紋管容器和可壓 縮橡膠單元體共同提供，當(dāng)達(dá)到臨界點(diǎn)后，混合隔振器的剛度全部由多層波紋管容器提供， 所述臨界點(diǎn)為可壓縮橡膠單元體自身的彈性恢復(fù)力與其內(nèi)部氣體壓力平衡，故混合隔振器 的剛度由波紋管容器和可壓縮橡膠單元體共同決定，臨界點(diǎn)的位置與可壓縮橡膠單元體的 性質(zhì)有關(guān)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗倒塌多層金屬波紋管固液混合隔振器，其特征在于可壓縮 彈性橡膠單元體的數(shù)量可調(diào)整，從而改變隔振器的剛度，調(diào)整隔振器的隔振效果，提高其性 能，有效提升結(jié)構(gòu)的抗倒塌能力。
【文檔編號(hào)】F16F15/023GK105909723SQ201610408519
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年6月13日
【發(fā)明人】魯正, 李坤, 張澤楠
【申請(qǐng)人】同濟(jì)大學(xué)