吸收覆蓋物的製作方法

2023-07-08 10:10:56 2

專利名稱：吸收覆蓋物的製作方法
技術領域：
本發明涉及吸收覆蓋物，其用來減小或甚至消除例如由振動或衝擊產生的結構 動態變形。
具體來說，本發明的吸收覆蓋物較佳地用於裝載在旋翼飛機上。在尤其是安裝 在機艙壁上時，該吸收覆蓋物能減緩機艙的動態變形，於是可提高壁的壽命並減 小機艙內的噪音。
當然，本發明不局限於該特定的應用，它可用於任何其它的應用中，只要它需 要減小本體的動態變形。由於它的設計，例如可考慮將吸收覆蓋物使用在洗衣機
的箱壁上，因為該類型的家庭電器經受高水平的振動。
背景技術：
第一種已知的系統由布置在結構上的單件的彈性體板構成。然後，不管結構機 械地特別是通過耗散熱能形式的能量而受到應力的方式如何，彈性體的阻尼能力 總能減小結構的動態變形。
然而，由於結構的振動導致僅在彈性體內的小移動，所以，該第一種系統的有 效性受到限制。因此，能量在彈性體板內的耗散很低。
為了改進該第一種系統，通常的做法是使用一第二種系統。該第二種系統包括 一粘滯約束的彈性體，即， 一彈性體板的頂部預先粘結到一金屬支承體上。與頂 部相對的彈性體板的底部然後固定在一結構上。
在動態變形過程中，例如，由振動產生的結構彎曲，頂面被金屬支承體固定住。 提供附加限制的這種條件誘發出彈性體內的內部應力的狀態，該內部應力大於前 面的情況。因此，在彈性體板內耗散的振動能量提高。
第二系統的確提供優於第一系統的效率。然而，對於需要耗散大量振動能量的 應用來說，仍可發現其是不夠充分的。
文件FR 2 870 308揭示了一第三種阻尼系統。
固定在一結構上的吸收覆蓋物設置有一彈性材料的吸收層，其包括一耗散器的
網格圖形。該布置在彈性材料上的網格圖形由多個節點和耗散元件構成。
由於吸收層的彈性材料的變形首先通過由保持耗散元件遠離結構的節點引起
的槓桿臂效應來進行，並其次通過耗散元件來進行，這些耗散元件接受由節點傳
遞的應力並將應力分散到全部的彈性材料中，同時還通過幾何效應放大應力，由
此，吸收層內耗散的能量很大。
該系統非常有效，但吸收層代表了不可忽略的一種質量，它在特定的應用中可
以是麻煩而討厭的。

發明內容
本發明的一個目的是提供一種吸收覆蓋物或覆層，其重量相當輕，並能相當顯 著地減輕結構的動態變形。
根據本發明， 一種吸收覆蓋物具有高的阻尼能力並固定在結構上，它包括耗散 器網格圖形，該網格圖形由多個耗散器或耗散元件和節點構成，每個節點具有固 定在結構上的底端。覆蓋物的值得注意之處在於，節點的底端相對於耗散元件突 出而在耗散元件和結構之間形成空間，且吸收覆蓋物設置有布置在所述空間內的 主吸收元件，這些主吸收元件首先固定到耗散元件的底面上，其次固定到結構上。
當網格以及因此的節點和元件加工或模製為單個構件，該單個構件構成可變形 材料(例如，塑料材料)的單一塊體時，工業上製造耗散網格圖形就變得容易得 多。
類似地，為了便於將吸收覆蓋物安裝在結構上，節點底端處的接觸表面，即與
結構接觸的表面，最好用自粘結的材料覆蓋。
耗散元件然後與結構間隔幵，耗散元件只通過節點固定到結構上。
因此，結構的動態變形帶來節點的差異運動。耗散元件然後受到應力，該應力
具有修改其形狀的效應。
這樣，由於這些元件受到相當大的剪力作用而產生應力，所以，主吸收元件內 這樣的耗散能量很大。
主吸收元件首先直接通過結構和主吸收元件之間的界面，其次在主吸收元件和 耗散元件之間的界面處經由耗散元件的運動以間接的方式經受結構變形的效應， 其本身通過支承耗散元件的節點產生的槓桿臂作用得到加強。
因此，耗散元件放大了結構的變形，並將放大的變形傳遞到主吸收元件。因此， 這些主吸收元件受到結構和耗散元件施加的應力，由此，優化了它們的行為。
通過施加應力，主吸收元件從而阻尼結構最初經受的變形。同樣地，當結構變 形時，通過對主吸收元件施加應力，耗散元件主動地參與所述的阻尼作用。
有利地是，耗散元件是剛性的，並由形成包括塑料材料在內的材料組群的一部 分的材料製成。耗散元件然後確定尺寸成在其彈性變形範圍內使用，從而確保它 們不易斷裂。
相比之下，主吸收元件是彈性的，且由形成包括彈性體在內的材料組群的一部 分的材料製成。與耗散元件相比，主吸收元件具有吸收能量例如振動能量的高能 力。因此，主吸收元件具有至少為10°的損耗角，這裡，損耗角對於本技術領域 內的技術人員是眾所周知的，它是材料能夠吸收的能量的量度。
因而，主吸收元件內的能量耗散達到最大，由此，給出不可忽略的覆蓋物阻尼 能力。此外，執行阻尼的彈性材料量達到最少，由此，相應地減輕了覆蓋物重量。
為此目的，耗散元件和主吸收元件形狀相同，每個耗散元件在吸收元件的全長 上覆蓋主吸收元件。
此外，為了能提高覆蓋物的阻尼能力，由耗散元件傳遞到主吸收元件上的應力 通過幾何效應得到放大。因而，至少一個耗散元件有利地具有耗散器橢圓形件的 形狀，每一橢圓形件連接到兩個節點，這兩個節點設置在橢圓形件周界和其長軸 之間的相交點處。橢圓形件沿著其長軸的小量變形導致沿其短軸的較大量的變形。 固定到這樣的橢圓形耗散器元件上的主吸收元件內的耗散力因此可達到最大。
在此結構中，其思路是獲得由用作主吸收元件的多個吸收橢圓形件組成的覆蓋 物，每一吸收橢圓形件被用作耗散元件的耗散器橢圓形件所覆蓋。吸收和耗散器 的橢圓形件最好形狀相同，使每一吸收橢圓形件的長軸和短軸被耗散器的橢圓形 件的長軸和短軸所覆蓋。
在第一實施例中，耗散器網格具有重複的正方形圖形，即具有四個節點和五個 耗散元件的圖形。
在第二實施例中，耗散器網格具有重複的三角形圖形，三角形設置有三個節點 和三個耗散元件。
有利地是，在第二實施例中，耗散器網格包括多個三角形部分，每個部分由被 三個節點部分互連的三個半橢圓形件組成，半橢圓形件對應於沿著長軸切割成一 半的橢圓形元件。並排地放置多個三角形部分以形成耗散器的網格是足夠的。耗 散器網格的該種結構然後構成一種有效的替換形式，以便於模製或加工單個構件。
三角形部分的每個半橢圓形件最好在三角形部分的外側呈現凹陷惻。
同樣地，如果每一節點部分對應於一節點的六分之一，節點部分佔據一 60° 的扇形，則網格可以優化。具體來說，節點部分對應於軸向地切割以便佔據不大
於60°的扇形的圓柱體。
在這些實施例的變體中，吸收覆蓋物包括輔吸收元件，每個輔吸收元件布置 在一耗散器元件的頂上以在其全部長度上覆蓋它。每個輔吸收元件最好在形狀上 與其覆蓋的耗散元件相同。此外，每個輔吸收元件固定到一耗散元件的頂面上， 所述頂面與其固定到主吸收元件上的底面相反。
例如由彈性體製成的輔吸收元件可用來增加能量的耗散。由相關節點的運動 產生的耗散元件的變形，在覆蓋耗散元件的輔吸收元件內產生力。由此提高了覆 蓋物的效用。
最後，為了優化全部的覆蓋物，每個輔吸收元件經受粘滯的約束。因此，本發 明的覆蓋物包括剛性覆蓋板，輔吸收元件則布置在耗散元件和所述剛性板之間。


從以下藉助於說明並參照附圖給出的對實施例的描述中，將更詳細地顯現出
本發明及其優點，在附圖中
圖1是設置有一吸收覆蓋物或覆層的一結構的局部截面圖； 圖2是呈橢圓形件形式的一耗散元件的視圖； 圖3是第一實施例中的耗散器網格的平面圖； 圖4是第二實施例中的耗散器網格的平面圖； 圖5是第二實施例的一優選變體的耗散器網格的立體圖；以及 圖6是一吸收覆蓋物的一部分的概略分解圖。
具體實施例方式
出現在多個不同的附圖中的諸元件在各圖中都給與相同的標號。
圖1是布置在一結構2上的本發明的吸收覆蓋物1的截面圖。
該吸收覆蓋物1包括一耗散器網格圖形，該圖形具有多個耗散器或耗散元件3
以及多個節點4，兩者都例如由選自由塑料材料構成的組群的剛性材料製成。 然後，耗散元件3固定到設置在其自由端處的兩個節點上。此外，節點4的
底端4'從耗散元件中突出並固定到結構2上。為了便於組裝，這些底端4'的接
觸表面被覆蓋在一 自粘結材料內。
因此，耗散元件3與結構2間隔開，由此在結構2和每個耗散元件3之間形 成一空間5。吸收覆蓋物1然後設置有多個主吸收元件6，每個主吸收元件6都布 置在空間5內，並首先固定到結構2，其次固定到耗散元件3的底面3'。
這些主吸收元件6是彈性的並例如選自包括彈性體在內的材料組群。因此， 這些主吸收元件具有至少為10°的大的損耗角。
當結構2變形時，例如，由于振動引起變形，耗散器網格的節點4移動。因 此，由於耗散元件3與吸收元件相比相當剛性，所以耗散元件3也變形。應該觀 察到，節點的運動通過與其高度相關的槓桿臂效應而被放大。如果結構2彎曲， 則節點4的底端4'之間的距離變得小於或大於連接到耗散元件3的頂端4"之間 的距離。該現象因此用來提高覆蓋物l的阻尼能力。
當耗散元件3變形時，每個主吸收元件6隻要是固定在耗散元件3和結構2 兩者上就會經受基本上平行於結構2的剪力。吸收元件因此耗散大部分由結構傳 遞的能量，由此，給予覆蓋物l很高的阻尼能力。
為了使耗散最多，有利的是，應使耗散元件3和主吸收元件6的形狀和尺寸 相同，且使耗散元件3還覆蓋主吸收元件6。
在圖1所示的本發明的一變體中，還可構思提高覆蓋物的耗散功率。這對於 其重量不利，但根據需要可以非常有用。
吸收覆蓋物1然後具有輔吸收元件7，其可能構成吸收板。
然後，將每個輔吸收元件7放置在耗散元件3的頂上，以便在其全部面積上 和沿著所述耗散元件3的長度覆蓋耗散元件3，輔吸收元件7由彈性材料製成， 與耗散元件相比，由於具有至少為IO。的大的損耗角，所以該材料具有大的吸收 能量的能力。參照圖l，每個輔吸收元件7由此固定到耗散元件3的頂面3"上， 所述頂面3"與其底面3'相對並平行於底面3'。
此外，輔吸收元件7和耗散元件3有利地在形狀和尺寸上相同。每個輔吸收 元件7可以固定到一吸收柱頭7，上，而柱頭固定到節點4的頂端4"上。
因此，包括輔吸收元件7和柱頭7'的組件擱置在包括節點4和耗散元件3的 組件上，並固定在其上。
其結果，耗散元件3在結構2運動作用下的變形，不僅在與其相連的主吸收 元件6內產生力，而且在輔吸收元件7內也產生力。因此，提高了覆蓋物的阻尼 能力。
當輔吸收元件7是粘滯約束的，即經受粘滯約束時，該阻尼能力可以是最大
化。覆蓋物1然後包括一剛性覆蓋板8，使輔吸收元件7因此首先設置在耗散元
件3和覆蓋板8之間，其次固定到耗散元件3和覆蓋板8上。
參照圖2，耗散元件有利地呈橢圓形，然而，它們也可根據要求具有任何其它 的形狀(棒或杆形、菱形或鑽石形、…)，這不超出本發明的範圍。
橢圓形的耗散元件3然後與兩個節點4A和4B相連。節點4A和4B設置在橢 圓形件周緣和長軸11之間的交點上。
從功能的觀點來看，當結構2在振動效應下變形時，不管應力模式(牽拉、 彎曲、…)如何，節點4A和4B都會移動。節點4A和4B的移動效應改變了耗散 元件3的形狀。下面將會進行解釋，通過縮短和伸長，橢圓形的耗散元件3會引 起構成主和輔吸收元件6和7的彈性材料放大的變形。
因為橢圓形的形狀，長軸11長度上小的減小量會導致短軸12長度上大的增 大。因此，沿著長軸11的橢圓形件上的低水平應力被大大地放大，導致短軸12 很大的變形量。該效應乘上耗散器網格內的橢圓形件數，就可給出本發明覆蓋物 的高的阻尼能力。
在一第一實施例中，其參照圖3進行描述，耗散器網格具有重複的正方形圖形。
該正方形圖形具有四個節點4和四個相應地佔據正方形的角以及邊的耗散元 件7。此外， 一第五耗散元件7沿著正方形對角線之一放置。
在圖4所示的第二實施例中，耗散器網格的重複圖形是三角形。三個節點4 和三個耗散元件7則相應地佔據著三角形的角和邊。
根據施加到結構上的應力水平，優選地是這兩個實施例中的一個或另一個。
圖5和6分別是第二實施例的一優選變體的立體圖和分解圖。
耗散器網格具有重複的三角形圖形。此外，它由多個三角形部分20形成，每 個三角形部分設置有三個通過三個節點部分22互連的半橢圓形件21。
每個半橢圓形件21對應於一沿著其長軸切割成一半的橢圓形件。應該觀察到， 每個半橢圓形件21是凹陷的，其凹陷側位於所述三角形的外側。
此外，節點4呈圓柱形形狀。它們因此包括六個相同的節點部分22，每個部 分佔據一60。扇形。
具體來說，參照圖6，覆蓋物包括一設置有三個半橢圓形件的第一三角形部分 20'，為方便起見，稱之為耗散器橢圓形件，每個耗散半橢圓形件構成耗散元件 3的一半，且三個半橢圓形件通過節點部分22成對地連接在一起。此外，它包括一設置有三個主吸收半橢圓形件的第二三角形部分20"，每個主
吸收半橢圓形件構成主吸收元件4的一半。每個主吸收半橢圓形件然後固定到結 構2，固定到第一三角形部分21'的耗散器半橢圓形件，以及固定到兩個節點部 分22。
最後，覆蓋物包括一設置有三個輔吸收半橢圓形件的第三三角形部分20'〃,每 個輔吸收半橢圓形件構成輔吸收元件的一半。每個輔吸收半橢圓形件然後固定到 覆蓋板8，固定到第一三角形部分20'的耗散器半橢圓形件，以及固定到兩個節 點部分22。
當然，本發明對其實施方式可有多種變化。儘管以上描述了若干個實施例， 但將會容易地理解到，要排外地確定所有可能的實施例是不可想像的。當然，在 不超越本發明範圍的前提下，可以構思用等價的裝置來替代以上所述的任何裝置。
權利要求
1.一種具有高阻尼能力的吸收覆蓋物(1)，該覆蓋物固定在結構(2)上，並包括耗散器網格，該網格由多個耗散元件(3)和節點(4)構成，每個節點具有固定在所述結構(2)上的底端(4』)，該覆蓋物的特徵在於，所述節點(4)的所述底端(4』)從所述耗散元件(3)突出而在所述耗散元件(3)和所述結構(2)之間形成空間(5)，所述吸收覆蓋物(1)包括布置在所述空間(5)內的主吸收元件(6)，每個所述主吸收元件(6)首先固定到所述耗散元件(3)的底面(3』)上，其次固定到所述結構(2)上。
2. 如權利要求1所述的覆蓋物，其特徵在於，所述耗散元件(3)相對於所述 吸收元件為剛性，並由形成包括塑料材料在內的組群的一部分的材料製成。
3. 如上述權利要求中任何一項所述的覆蓋物，其特徵在於，在所述耗散元件 G)的彈性變形範圍內使用所述耗散元件(3)。
4. 如上述權利要求中任何一項所述的覆蓋物，其特徵在於，所述主吸收元件 (6)是彈性的，並由形成包括彈性體在內的材料組群的一部分的材料製成。
5. 如上述權利要求中任何一項所述的覆蓋物，其特徵在於，所述主吸收元件 (6)相對於所述耗散元件具有高的能量吸收能力。
6. 如上述權利要求中任何一項所述的覆蓋物，其特徵在於，所述主吸收元件 (6)具有至少為10°的損耗角。
7. 如上述權利要求中任何一項所述的覆蓋物，其特徵在於，所述耗散元件(3) 和所述主吸收元件(6)的形狀相同，每個耗散元件(3)在其全長上覆蓋主吸收 元件(6)。
8. 如上述權利要求中任何一項所述的覆蓋物，其特徵在於，所述底端(4') 的接觸表面被覆蓋在自粘結材料內。
9. 如上述權利要求中任何--項所述的覆蓋物，其特徵在於，所述耗散器網格 具有重複的正方形圖形。
10. 如權利要求1至8中任何一項所述的覆蓋物，其特徵在於，所述耗散器網 格具有重複的三角形圖形。
11. 如上述權利要求中任何一項所述的覆蓋物，其特徵在於，至少一個耗散元 件(3)是橢圓形件。
12. 如權利要求11所述的覆蓋物，其特徵在於，所述橢圓形件固定在兩個節點(4、 4A、 4B)，這兩個節點設置在所述橢圓形件的周緣(13)和所述橢圓形件 的長軸(11)之間的相交點處。
13. 如權利要求11或12所述的覆蓋物，其特徵在於，所述耗散器網格具有重 復的三角形圖形，而所述耗散器網格包括三角形部分(20、 20，、 20，，、 20"，)， 每個三角形部分設置有通過三個節點部分(22)互連的三個半橢圓形件(21)， 每個半橢圓形件(21)對應於沿著其長軸切割成一半的橢圓形件。M.如權利要求13所述的覆蓋物，其特徵在於，所述三角形部分(20、 20，、 20，'、 20，，，)的每個半橢圓形件(21)在所述三角形部分(20、 20，、 20"、 20"，) 外面上呈現凹陷側。
14.
15. 如權利要求13或14所述的覆蓋物，其特徵在於，每一節點部分(22)對 應於一節點的六分之一，所述節點部分(22)佔據一60°的扇形。
16. 如上述權利要求中任何一項所述的覆蓋物，其特徵在於，它包括輔吸收元 件(7)，每個輔吸收元件布置在一耗散器元件(3)的頂上以在其全長上覆蓋它。
17. 如權利要求16所述的覆蓋物，其特徵在於，每個輔吸收元件(7)固定到 一耗散元件(3)的頂面(3")上，所述頂面(3")與其固定到所述主吸收元件(6)上的底面(3')相反。
18. 如權利要求16或17所述的覆蓋物，其特徵在於，每個輔吸收元件(7)由 彈性材料製成，與所述耗散元件相比，由於所述材料具有至少為10°的大的損耗 角，從而使所述輔吸收元件具有高的吸收能量的能力。
19. 如權利要求16至18中任何一項所述的覆蓋物，其特徵在於，它包括剛性 覆蓋板(8)，所述輔吸收元件(7)則布置在所述耗散元件(3)和所述剛性覆蓋 板(8)之間。
20. 如上述權利要求中任何一項所述的覆蓋物，其特徵在於，所述耗散器網格 用單塊的可變形材料加工成單個構件。
21. 如上述權利要求中任何一項所述的覆蓋物，其特徵在於，通過將可變形材 料塊模製成單個構件來獲得所述耗散器網格。
全文摘要
本發明涉及一種具有高阻尼能力的吸收覆蓋物(1)，該覆蓋物固定在結構(2)上，並包括耗散器網格，該網格由多個耗散元件(3)和節點(4)構成，每個節點具有固定在所述結構(2)上的底端(4』)。值得注意的是，所述節點(4)的所述底端(4』)從所述耗散元件(3)突出而在耗散元件(3)和所述結構(2)之間形成空間(5)，所述吸收覆蓋物(1)包括布置在所述空間(5)內的主吸收元件(6)，每個所述主吸收元件(6)首先固定到所述耗散元件(3)的底面(3』)上，其次固定到所述結構(2)上。
文檔編號F16F1/373GK101201090SQ20071018659
公開日2008年6月18日 申請日期2007年12月11日 優先權日2006年12月11日
發明者T·曼夫雷多蒂 申請人:尤洛考普特公司