技术摘要：
一种多频动力吸振方法及多频动力吸振器，通过将连接部和质量块空间角度连接增加动力吸振单元的振动模态，从而减少了固定单元上的吸振单元分布数目，连接部、质量块和固定单元间的刚性连接使得结构简单化，增加了整体结构的稳固性并能减小部件间因间隙而产生的频率匹配  全部
背景技术：
在工程振动控制领域，使用动力吸振器减振是常用的方法之一。动力吸振器由辅 助质量和弹簧以及阻尼组成，将其振动固有频率调整至主结构共振频率附近，改变主结构 的共振特性，从而达到对主结构减振的作用。由于具有结构简单、施工和维修方便、减振效 果好和成本较低等优点，动力吸振器已在建筑、桥梁、船舶、汽车、机械加工等领域广泛使 用，对于抑制稳定的单一频率振动（或线谱振动）效果显著。 动力吸振器的基本构成包括质量部件和弹簧部件，必要时还可以加入阻尼部件。 动力吸振器自身的固有频率由其质量m和刚度k决定，即动力吸振器自身的固有频率为 。当动力吸振器的固有频率与被控对象（主结构）的共振频率相同或接近时，动 力吸振器发生共振。在动力吸振器共振过程中，会产生与被控对象振动方向相反的作用力， 并作用于被控对象上面，从而抑制被控对象的振动响应。宏观上看，相当于动力吸振器将被 控对象的振动能量吸收到动力吸振器上来，此时，被控对象的振动响应减小，免于被振动损 坏。 工程中常见的动力吸振器，大多数只能吸收单频振动。但在很多情况下，振源情况 非常复杂，被控对象往往会受到多个单频振动的激励，并且每个频率跨越的频带较宽，需要 针对每一个频率的振动响应进行抑制。这种情况下，若针对每一个激励频率都设计一个型 号的动力吸振器，则工作量较大，并且吸振器的数量过多，会带来安装空间的增大和重量的 超标，这在实际工程中通常是难以接受的。为了解决多频振动的抑制问题，出现了多频（或 宽频）动力吸振器。 现有技术中，（1）采用振动主动/半主动控制，即通过传感器获取振动激励的频率 变化，经过控制器处理后，由作动器改变动力吸振器的参数（如刚度、质量等参数），从而使 得动力吸振器的固有频率跟随外界激励频率的变化。这种途径虽然效果显著，但由于引入 了电子控制系统，并且需要从外界输入能量，使得系统的可靠性降低，并且成本增加很大， 所以通常只在极少数不计成本的情况下使用，在一般民用工程领域中很少采用。 （2）仍然采用振动被动控制，将多个频率的动力吸振器复合在一起。如专利“一种 可调式宽频吸振隔声支座”（CN201910117580.5）通过将悬臂梁动力吸振器与隔振器相结 合，实现一种适用范围广且工作频率可调的可调式宽频吸振隔声支座。再如专利“一种组合 式宽频动力吸振装置”（CN201810955036.3）采用多个统一大小的阻尼基体，动力吸振单元 通过框架体组合，可以有针对性的对多个离散的频率进行吸振；该发明由阻尼基体与质量 块两部分构成，工作频率变化范围广，调节质量块相对位置时，工作频率变化灵敏度高。采 用这种被动控制的途径虽然原理简单、实施方便。又如专利“一种频率可调的宽频动力吸振 4 CN 111550514 A 说　明　书 2/6 页 器及其吸振方法”（CN201610599120.7）包括底座、垂直安装在所述底座的螺杆、固定吸振单 元、至少一组移动吸振单元、螺帽和滑动金属板。 以上的对比文件均是通过移动质量块的相对位置改变移动吸振单元的固有振动 频率，从而实现对多个离散的固有振动频率的振动吸收，一旦移动质量块的位置确定后，单 个振动单元的振动模态将只有一种或最多两种的振动模。当被控对象具有较多的离散固有 振动频率时，须通过安装较多的移动振动单元分别对各个离散的固有振动频率进行吸收， 因此将导致整个吸振器的重量、体积过大。并且移动质量块的相关结构部件均是活动连接， 部件数量尤其细小部件较多且复杂，其部件间的活动间隙将影响吸振频率和被控对象的固 有振动频率的匹配并最终影响吸振效果。 因此提出一种结构步骤简单、具有多阶模态振动的多频动力吸振方法及多频动力 吸振器在本技术领域内具有重大的意义。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下： 采用一种多频动力吸振方法，包括以下步骤，提供一个具有刚度Ka的固定单元以及至 少一个具有刚度Kb的吸振单元，其中Ka>Kb； 将吸振单元刚性连接于固定单元上； 将固定单元与被控对象固定连接； 所述吸振单元具有固定的多阶模态振动频率，通过吸振单元的多阶模态振动频率与被 控对象的多个固有振动频率匹配，当吸振单元的其中一阶模态振动频率和被控对象的固有 振动频率相等时，被控对象的固有振动被吸振单元吸收。 进一步地，所述吸振单元由连接部和质量块组成；将所述连接部一端和所述固定 单元刚性连接，另一端和质量块刚性连接并具有刚性连接点A和重心O2，使得质量块以刚性 连接点A对连接部产生上下模态振动x1； 所述质量块具有重心O2，将重心O1设置在刚性连接点A和重心O2连线的外部使AO2O1间 形成一定角度α，使质量块围绕连接部产生扭转模态振动ω1； 所述质量块围绕重心O2产生质心模态振动ω2；所述上下模态振动x1、扭转模态振动ω1 和质心模态振动ω2形成三阶模态振动。 进一步地，在固定单元上刚性连接n个所述吸振单元，每个吸振单元刚性连接点An 和重心O2n以及重心O1n形成角度αn，将所述各个角度αn设置为相互间不相等，使得每个吸振 单元的扭转模态振动ω1n固有频率不同； 将所述每个吸振单元的连接部的尺寸、质量以及刚度设置为相互间不相等，使得每个 吸振单元的上下模态振动x1n间不相等； 将所述每个质量块的尺寸、质量以及刚度设置为相互间不相等，使得每个吸振单元的 质心模态振动ω2n的固有频率不相等，由此各个吸振单元的组合具有固定的多阶模态振动 频率。 进一步地，提取被控对象振动响应中最显著的多个振动频率fn，通过调节所述角 度αn或者调节各个连接部的尺寸、刚度和质量或者调节各个质量块的尺寸、刚度和质量，使 得至少其中一个吸振单元的质心模态振动ω2n或者上下模态振动x1n或者扭转模态振动ω1n 5 CN 111550514 A 说　明　书 3/6 页 的固有频率与fn相等，由此吸振单元的多阶模态振动频率和被控对象的多个固有振动频率 匹配fn之间匹配。 本发明还提供一种多频动力吸振器，包括至少一个吸振单元、一个固定单元，所述 固定单元一端和被控对象固定连接，吸振单元包括连接部和质量块，连接部一端和固定单 元刚性连接，另一端和质量块的一端刚性连接并具有刚性连接点A，连接部和质量块以刚性 连接点A为顶点呈一定空间角度；所述固定单元的刚度大于吸振单元的刚度。 进一步地，所述连接部为一个圆柱体或者长方体状的刚性悬臂梁，悬臂梁一端和 质量块一端通过螺纹连接或压铆连接，所述固定单元的刚度大于悬臂梁的刚度。 进一步地，所述质量块为两端尺寸较大中间尺寸较小呈哑铃状。 进一步地，所述固定单元包括连接螺纹、紧固螺母、支撑柱、下夹板、上夹板；所述 支撑柱一端通过连接螺纹、紧固螺母与被控对象固定连接，另一端与下夹板和上夹板固定 连接，下夹板和上夹板将连接部一端夹紧并固定，下夹板和上夹板的刚度大于连接部的刚 度。 进一步地，所述连接部的外表面覆盖约束阻尼层，包括阻尼层一和阻尼层二，阻尼 层一为易剪切变形的材料制成并覆盖在连接部的外表面，阻尼层二为刚性材料制成的薄板 并覆盖在阻尼层一的外表面。 进一步地，多个吸振单元通过各自的连接部均匀分布地和固定单元固定连接，各 个吸振单元的连接部的刚度、质量、尺寸相互间不等，各个吸振单元的质量块之间的刚度、 质量、尺寸相互间不等。 本发明具有以下优点： 1、本发明中的吸振单元通过质量块和连接部的空间角度连接，使得单个吸振单元具有 三种模态振动频率，当被控对象固有振动频率较多时，相对现有技术将减少吸振单元的分 布数目，因此将减少整个动力吸振器的重量体积。 2、本发明中的吸振单元的质量块的相对位置是固定的，在增加振动模态的基础上 对吸振单元的结构进行了简化，其连接部、质量块、固定单元之间均是刚性连接，使得吸振 单元的结构简单稳固，对吸振频率的影响较小。 附图说明 图1：动力吸振单元的振动模态示意图； 图2：多频动力吸振器的结构意图一； 图3：多频动力吸振器的结构意图二； 图4：阻尼层分布示意图； 图5：动力吸振器与被控对象频率匹配响应曲线。