本技术公开了一种基于可调刚度和泊松比超材料的隔振器,而隔振器是由多个可调刚度和泊松比超材料结构单元阵列排布构成。可调刚度和泊松比超材料结构单元由正泊松比单元(1)、负泊松比单元(2)、第一双边支撑单元(3)、第二双边支撑单元(4)、第一电磁铁(5)和第二电磁铁(6)组成。正泊松比单元(1)与负泊松比单元(2)的不同在于同侧上下支臂的外凸或内凹布置。第一双边支撑单元(3)与第二双边支撑单元(4)的结构相同,且在可调刚度和泊松比超材料结构单元中的安装位置为相同。本发明隔振器在处于全锁定状态下时,结构刚度最高,而处于全自由状态下结构刚度最低。处于正或负泊松比状态下时结构刚度相近。由此可见隔振器中锁定状态的单元占比决定了其结构刚度特征。
背景技术
超材料(Metamaterial)位列《Science》杂志所评的本世纪前十年十大卓见之一。区别于传统材料,超材料的构建是基于对材料内部结构的设计进行的。超材料这一概念最早出现在电磁材料领域,而此后根据不同的构筑原理与结构设计,超材料衍生出了光学、声学、力学等不同领域的超常功能。其特殊性能也使它们成为医学、声学、可穿戴电子设备、软体机器人等领域的新型材料。因此,在科学技术日新月异的今天,超材料的研究在国际与国内都备受关注。
机械超材料的超常力学性能主要是通过对微结构构型及其排列的设计实现的。一般的机械超材料在被制造出来后无法再改变自身力学特性,然而借助一些特殊的材料或结构可以实现对机械超材料力学特性的可编程调控,包括刚度、泊松比的可调控特性。
隔振器是连接设备和基础的弹性元件,用以减少和消除由设备传递到基础的,振动力和由基础传递到设备的振动。目前安装于船舶的船底板架上的隔振器大都为橡胶材质,橡胶隔振器可用在压缩状态,亦可用在剪切状态,其内部阻尼作用较大,易老化,重负载下会有较大蠕变,且主要用于高频隔振。而船舶辅机振动频率不高,且重量大,橡胶隔振器在船用辅机隔振上具有一定局限性。
实现思路