一种动力吸振器及调节其振动频率的方法
阅读说明：本技术 一种动力吸振器及调节其振动频率的方法 (Dynamic vibration absorber and method for adjusting vibration frequency thereof ) 是由 郭阳春 于 2020-04-20 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种动力吸振器及调节其振动频率的方法,该动力吸振器包括安装支架、质量块和橡胶塞,橡胶塞用于将质量块连接至安装支架,其中,质量块包括基础质量块和至少一个附加质量块,附加质量块通过磁吸的方式附接至基础质量块。调节动力吸振器振动频率的方法包括增减吸附在基础质量块上的附加质量块的数量,和/或改变橡胶塞的硬度。本发明利用橡胶塞作为动力吸振器的弹性和阻尼元件,通过增减吸附在基础质量块上的附加质量块的数量和/或改变所用的橡胶塞的硬度,能够灵活地调节动力吸振器的振动频率和阻尼,应用范围广,省略了重新设计制造的周期以及节约了制造成本,并且提高了解决问题的效率。(The invention discloses a dynamic vibration absorber and a method for adjusting vibration frequency of the dynamic vibration absorber. The method for adjusting the vibration frequency of the dynamic vibration absorber comprises the steps of increasing or decreasing the number of additional mass blocks adsorbed on the basic mass block and/or changing the hardness of the rubber plug. The invention uses the rubber plug as the elastic and damping element of the dynamic vibration absorber, and can flexibly adjust the vibration frequency and the damping of the dynamic vibration absorber by increasing and decreasing the number of the additional mass blocks absorbed on the basic mass block and/or changing the hardness of the used rubber plug, has wide application range, omits the cycle of redesigning and manufacturing, saves the manufacturing cost and improves the efficiency of solving the problem.)
技术领域
本发明涉及振动控制领域，更具体地，涉及一种动力吸振器以及一种调节动力吸振器振动频率的方法。
背景技术
动力吸振器(DVA)是通过弹性元件把辅助质量连接到振动系统上的一种减振装置，一般可简化为一个由质量块、弹性元件、阻尼元件组成的单自由度振动系统。动力吸振器工作时通过调节自身结构形式、动力参数以及与主系统的耦合关系来改变主系统的振动状态，以达到在预期频段上减小主振系强迫振动响应的目的。通过辅助质量的动力作用，使吸振器弹性元件在主系统上产生的作用力可以抵消部分或大部分作用在主系统上的外界激振力来削弱主系统振动，相当于把主系统的振动能量转移到了动力吸振器上。
在解决整车噪声、振动与声振粗糙度(NVH)问题的过程中，首先通过客观测试和数据分析的方法对车内的振动噪声问题进行分解，定位到某个具体的部件后再通过加强刚度或加动力吸振器的方式来验证。但是，由于加强刚度需要改变结构，一般在最终数据发布(FDJ)后期改动余量不大，因此，加动力吸振器是最快速有效的验证和实施方法。
但由于产生问题的原因不同，需要的动力吸振器的频率是不固定的，而现有的动力吸振器是针对一个固定频率和阻尼设计的，其参数不可以调节，很难在短期内设计制造出或找到合适的动力吸振器来验证，因此通用性不强。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的缺陷，提供了一种调节动力吸振器振动频率的方法以及一种动力吸振器，该动力吸振器应用范围广，节省了重新设计的周期和成本，提高了解决车辆NVH问题的效率。
根据本发明的一方面，提供了一种调节动力吸振器振动频率的方法，所述动力吸振器包括安装支架、质量块和橡胶塞，所述橡胶塞用于将所述质量块连接至所述安装支架，所述方法包括：
提供基础质量块和至少一个附加质量块，所述附加质量块通过磁吸的方式附接至所述基础质量块；以及，
增减吸附在所述基础质量块上的所述附加质量块的数量，和/或改变橡胶塞的硬度。
根据本发明的可选实施方式，所述方法包括将具有相同圆弧半径的至少两个所述附加质量块沿所述基础质量块的外周分别吸附在所述基础质量块上，或者将具有依次递增的圆弧半径的至少两个附加质量块叠加在所述基础质量块上。
根据本发明的可选实施方式，所述磁吸的方式通过将所述附加质量块由磁铁制成来实现。
根据本发明的又一方面，提供了一种动力吸振器，包括安装支架、质量块和橡胶塞，所述橡胶塞用于将所述质量块连接至所述安装支架，所述质量块包括基础质量块和至少一个附加质量块，所述附加质量块通过磁吸的方式附接至所述基础质量块。
根据本发明的可选实施方式，所述附加质量块与所述基础质量块同轴，并且所述附加质量块具有圆弧形横截面，所述圆弧形至少包括1/4圆弧形、1/3圆弧形或1/2圆弧形。
根据本发明的可选实施方式，所述质量块包括至少两个所述附加质量块，各个所述附加质量块具有相同的圆弧半径或者依次递增的圆弧半径。
根据本发明的可选实施方式，在轴向方向上，所述基础质量块和所述附加质量块的长度相同，或者所述附加质量块的长度小于所述基础质量块。
根据本发明的可选实施方式，所述安装支架为U形支架，其底部设置有用于连接车辆的安装孔，其侧部对称设置有用于橡胶塞的第一连接孔。
根据本发明的可选实施方式，所述橡胶塞具有第一安装槽和第二安装槽，所述基础质量块具有第二连接孔，所述第一安装槽与所述第一连接孔接合，所述第二安装槽与所述第二连接孔接合。
根据本发明的可选实施方式，所述动力吸振器包括至少两对所述橡胶塞，各对所述橡胶塞具有不同的硬度。
根据本发明的可选实施方式，所述附加质量块由磁铁制成。
上述技术方案所揭示的动力吸振器，与现有技术相比，具有以下有益效果：
利用橡胶塞作为动力吸振器的弹性和阻尼元件，在小变形范围内具有良好的线性并且在常温下性能稳定；通过增减吸附在基础质量块上的附加质量块的数量和/或改变所用的橡胶塞的硬度，能够灵活地调节动力吸振器的振动频率和阻尼，应用范围广，省略了重新设计制造的周期以及节约了制造成本，并且提高了解决问题的效率。
附图说明
本发明的其它特征以及优点将通过以下结合附图详细描述的优选实施方式被更好地理解，在附图中，相同的附图标记表示相同或相似的部件，其中：
图1为根据本发明一种实施方式的动力吸振器的分解示意图；
图2为根据本发明一种实施方式的动力吸振器的部分结构示意图；
图3a为根据本发明一种实施方式的附加质量块的结构示意图，图3b为根据本发明另一种实施方式的附加质量块的结构示意图；
图4为根据本发明一种实施方式的橡胶塞的结构示意图；
图5为图2所示的动力吸振器的平面示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本说明书中，术语“第一”、“第二”并不能用于限定先后顺序以及组件数量，除非另有说明。
在示例性实施方式中，如图1和图2所示，动力吸振器10包括安装支架1、质量块2和橡胶塞3，其中，橡胶塞3用于将质量块2连接至安装支架1。进一步地，质量块2包括基础质量块21和至少一个附加质量块，如图1所示的实施例，附加质量块包括第一附加质量块22和第二附加质量块22a，第一附加质量块22和第二附加质量块22a如图所示的数量均为三个。
具体而言，第一附加质量块22和第二附加质量块22a与基础质量块21同轴，并且第一附加质量块22和第二附加质量块22a均具有圆弧形横截面。也可以说，第一附加质量块22或第二附加质量块22a在附接至基础质量块21后其圆弧形形状能够与基础质量块21的外表面贴合。对于第一附加质量块22或第二附加质量块22a与基础质量块21的附接方式，本发明采用磁吸的方式，这种磁吸的方式便于灵活地调节质量块2的重量，从而改变动力吸振器10的振动频率。
在可选的实施方式中，附加质量块由磁铁制成。
在可选的实施方式中，如图3a所示，附加质量块的圆弧形横截面为1/2圆弧形，使得在基础质量块21的同一外周能够附接两个具有相同圆弧半径的附加质量块；而在图3b中，附加质量块的圆弧形横截面为1/4圆弧形，这种结构使得在基础质量块21的同一外周能够附接四个具有相同圆弧半径的附加质量块；那么，对于1/3圆弧形横截面，就可以在基础质量块21的同一外周附接三个具有相同圆弧半径的附加质量块。
在可选的实施方式中，各附加质量块除了具有相同的圆弧半径，也可以具有依次递增的圆弧半径。如图1所示，第一附加质量块22均为横截面为1/2圆弧形的附加质量块，包括小附加质量块221、中附加质量块222和大附加质量块223，其中，小附加质量块221、中附加质量块222和大附加质量块223具有依次递增的圆弧半径，使得小附加质量块221、中附加质量块222和大附加质量块223在与基础质量块21附接时具有先后顺序，并且使得中附加质量块222能够贴合小附加质量块221的外表面，而大附加质量块223能够贴合中附加质量块222的外表面。如图1所示，第二附加质量块22a均为横截面为1/4圆弧形的附加质量块，其所包含的三个附加质量块也具有依次递增的圆弧半径。可选地，为基础质量块21的不同直径的外周设置具有相应圆弧半径的附加质量块，同一直径的基础质量块21的外周可以同时附接具有1/2、1/3、1/4等圆弧形的相同圆弧半径的附加质量块。
在可选的实施方式中，由于附加质量块与基础质量块21同轴，在轴向方向上，基础质量块21和附加质量块的长度相同，如图1所示，第一附加质量块22、第二附加质量块22a与基础质量块21在轴向方向上的长度相同。可选地，附加质量块的长度小于基础质量块21，例如，在轴向方向上，附加质量块的长度是基础质量块21的1/2、1/3、1/4等，这样能够更加灵活地以较小的幅度调节质量块2的重量，以满足不同振动频率的要求。
在可选的实施方式中，如图1、图2和图5所示，安装支架1为U形支架，其底部设置有用于连接车辆的安装孔12，其侧部对称设置有用于橡胶塞3的第一连接孔11，而基础质量块21具有第二连接孔210。如图4所示，橡胶塞3具有第一安装槽31和第二安装槽32，其中，第一安装槽31与第一连接孔11接合，第二安装槽32与第二连接孔210(图中以虚线示出)接合。具体而言，通过挤压变形的方式使得橡胶塞3的第二安装槽32推入基础质量块21的第二连接孔210内，从图5中可以看出，第二连接孔210的截面为具有台阶部211的T型孔，橡胶塞3的第二安装槽32的前端的头部33卡接在第二连接孔210的台阶部211上。并且，通过挤压变形的方式使得橡胶塞3的第一安装槽31与第一连接孔11接合。可见，橡胶塞3使得安装支架1和质量块2连接稳定并且易于拆卸更换。因此，可提供至少两对具有不同硬度的橡胶塞3，以改变动力吸振器10的阻尼，进而改变振动频率。
根据图1-图5所示的动力吸振器10的实施例，本发明还公开了一种调节动力吸振器10振动频率的方法。根据单自由度系统振动简易模型，系统振动频率在本发明的动力吸振器10中，k值取决于橡胶塞3的刚度，而橡胶塞3的刚度取决于其硬度，m值则取决于质量块2的重量。因此，调节动力吸振器10振动频率的方法包括增减吸附在基础质量块21上的附加质量块的数量或改变橡胶塞3的硬度，或者同时增减吸附在基础质量块21上的附加质量块的数量以及改变橡胶塞3的硬度。
对于具有相同圆弧半径的附加质量块，其吸附在基础质量块21的同一直径的外周上，可吸附1/2、1/3、1/4圆弧形等形状以及具有不同轴向长度的附加质量块；对于具有依次递增的圆弧半径的附加质量块，其叠加吸附在基础质量块21及吸附了附加质量块之后的不同直径的外周上，并且其吸附具有先后顺序，同样可吸附1/2、1/3、1/4圆弧形等形状以及具有不同轴向长度的附加质量块。
相对于现有技术，本发明的动力吸振器10通过磁吸的方式改变质量块2的重量，并且可更换具有不同硬度的橡胶塞3，从而根据需求改变动力吸振器的振动频率和阻尼，满足了对动力吸振器不同参数的要求，并且适用于所有车型。
本发明所公开的示例性实施方式可进行各种替换、组合或修改，在不脱离本发明实质的前提下，所有这些变形仍属于本发明的构思，并且落入本发明权利要求所限定的保护范围。
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