一种用于隔离宽频气动载荷激励的装置的制作方法
本发明涉及航空电子设备，特别涉及一种用于隔离宽频气动载荷激励的装置。
背景技术：
1、航空飞行器在多变的飞行环境中容易因承受周围空气运动形成的气动载荷，引发机体内部电子设备发生谐响应振动，影响内部电子设备的正常运行和使用寿命。
2、随着设备互联协同功能的不断深入，先进装备的宽频振动抑制变得越来越重要，常规航空电子设备会采用填充隔振材料或附加减振器的方法来降低振动响应，但是填充的隔振材料会增加机体结构的整体质量，同时常规减振器尺寸较大，不满足航空飞行器的轻量化设计和安装空间要求。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本发明提供了一种用于隔离宽频气动载荷激励的装置，具体技术方案如下：
2、包括盖板、声学黑洞以及压电一体化控制系统；
3、所述压电一体化控制系统包括分别设在盖板上的压电元件和控制单元；
4、所述声学黑洞设在所述盖板上，所述盖板上设有厚度沿区域中心呈幂指数变化的声学黑洞区域，所述声学黑洞区域中心设有根据设定的厚度截断设置的通孔，所述声学黑洞区域内在靠近所述通孔位置处设有阻尼。
5、进一步的，所述通孔的截断位置的设定，使得所述声学黑洞的有效作用起始频率为：
6、
7、其中，dabh为声学黑洞结构直径，h为盖板均匀区域厚度，ρ为材料密度，υ为材料泊松比，e为材料杨氏模量。
8、进一步的，所述声学黑洞设有两个，基于所述盖板呈对称结构设置。
9、进一步的，所述声学黑洞的外部设有第一壳体，所述第一壳体设在所述盖板的厚度均匀的区域部分。
10、进一步的，所述压电一体化控制系统设在所述盖板上厚度均匀的区域部分；
11、所述控制单元的外部设有第二壳体，所述第二壳体设所述盖板的厚度均匀的区域部分。
12、进一步的，所述压电元件根据所述盖板第一阶模态振型设在结构应变最大处。
13、进一步的，所述第一壳体和所述第二壳体的壁厚范围为2-4mm。
14、进一步的，所述盖板在所述声学黑洞以及所述控制单元的四周环绕设有等间距的螺纹孔，所述第一壳体和所述第二壳体通过所述螺纹孔固定在所述盖板上。
15、进一步的，所述第一壳体和所述第二壳体粘连在所述盖板上。
16、进一步的，所述阻尼的阻尼系数大于0.2，所述阻尼的厚度范围为2-4mm。
17、本发明的有益效果如下：
18、本发明在有限空间内通过对航空电子设备盖板进行结构设计，将其与内嵌式声学黑洞结合，基于声学黑洞波操纵结构，通过调节结构内部阻抗变化的方式实现结构中弹性波的能量聚焦，再通过声学黑洞楔形表面粘贴的阻尼材料，有效抑制结构中的中、高频振动，声学黑洞处的结构通过减材加工实现，满足了机体轻量化设计要求；同时通过压电一体式控制系统，根据结构低频振动响应变化，实时反馈、切换控制系统电路开关，通过压电元件输出抑制结构振动。本发明有效避免航空电子设备的谐振动，解决了现有技术中的机体内部电子设备发生谐响应振动问题，提高了电子设备使用环境的稳定性，保障了飞机在恶劣环境中飞行的可靠性。
技术特征：
1.一种用于隔离宽频气动载荷激励的装置，其特征在于，包括盖板、声学黑洞以及压电一体化控制系统；
2.根据权利要求1所述的用于隔离宽频气动载荷激励的装置，其特征在于，所述通孔的截断位置的设定，使得所述声学黑洞的有效作用起始频率为：
3.根据权利要求2所述的用于隔离宽频气动载荷激励的装置，其特征在于，声学黑洞设有两个，基于所述盖板呈对称结构设置。
4.根据权利要求2所述的用于隔离宽频气动载荷激励的装置，其特征在于，所述声学黑洞的外部设有第一壳体，所述第一壳体设在所述盖板的厚度均匀的区域部分。
5.根据权利要求4所述的用于隔离宽频气动载荷激励的装置，其特征在于，所述压电一体化控制系统设在所述盖板上厚度均匀的区域部分；
6.根据权利要求5所述的用于隔离宽频气动载荷激励的装置，其特征在于，所述压电元件根据所述盖板第一阶模态振型设在结构应变最大处。
7.根据权利要求5所述的用于隔离宽频气动载荷激励的装置，其特征在于，所述第一壳体和所述第二壳体的壁厚范围为2-4mm。
8.根据权利要求5所述的用于隔离宽频气动载荷激励的装置，其特征在于，所述盖板在所述声学黑洞以及所述控制单元的四周环绕设有等间距的螺纹孔，所述第一壳体和所述第二壳体通过所述螺纹孔固定在所述盖板上。
9.根据权利要求5所述的用于隔离宽频气动载荷激励的装置，其特征在于，所述第一壳体和所述第二壳体粘连在所述盖板上。
10.根据权利要求1所述的用于隔离宽频气动载荷激励的装置，其特征在于，所述阻尼的阻尼系数大于0.2，所述阻尼的厚度范围为2-4mm。
技术总结
本发明公开了一种用于隔离宽频气动载荷激励的装置，包括盖板、声学黑洞以及压电一体化控制系统；压电一体化控制系统包括分别设在盖板上的压电元件和控制单元；声学黑洞设在盖板上，盖板上设有厚度沿区域中心呈幂指数变化的声学黑洞区域，声学黑洞区域中心设有根据设定的厚度截断设置的通孔，声学黑洞区域内在靠近通孔位置处设有阻尼。有效避免航空电子设备的谐振动，解决了现有技术中的机体内部电子设备发生谐响应振动问题，提高了电子设备使用环境的稳定性，保障了飞机在恶劣环境中飞行的可靠性。
技术研发人员：徐昉晖,吴义鹏,何敏
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第十研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5