[發(fā)明專利]一種實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)減振的擺式電渦流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510599764.1
• 申請(qǐng)日: 2015-09-18
• 公開（公告）號(hào): CN105138798B
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李東超;汪正興;李榮慶;方華兵;呂江;盛能軍;柴小鵬;朱世峰;桂貴;尹琪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鐵大橋科學(xué)研究院有限公司;中鐵大橋局集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50;E04B1/98
• 代理公司: 北京捷誠信通專利事務(wù)所(普通合伙) 11221
• 代理人: 王衛(wèi)東

1.一種實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)減振的擺式電渦流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，包括阻尼器主體，阻尼器主體包括長方體結(jié)構(gòu)的支架(1)，支架(1)包括前板、后板、頂板和底板，其特征在于：所述頂板的底部固定有兩個(gè)與前板、后板平行的軸承(4)，兩個(gè)軸承(4)的內(nèi)圈通過一水平設(shè)置的轉(zhuǎn)軸(3)連接；轉(zhuǎn)軸(3)的下方豎直設(shè)置有擺桿(10)，擺桿(10)的頂部與轉(zhuǎn)軸(3)連接，底部焊接有質(zhì)量塊(12)，質(zhì)量塊(12)朝向前板、后板的兩側(cè)面均開有多個(gè)用于固定永磁鐵(13)的凹槽，每個(gè)凹槽內(nèi)嵌有一個(gè)永磁鐵(13)，且永磁鐵(13)按照擺動(dòng)方向上磁極交替變化的規(guī)則設(shè)置；所述前板、后板與質(zhì)量塊(12)對(duì)應(yīng)之處均設(shè)置有渦流板(15)；

所述擺桿(10)的左、右兩側(cè)均設(shè)置有彈簧(7)，擺桿(10)的中部開有1個(gè)擺桿導(dǎo)向孔，前板的板壁上開有左右2個(gè)前板導(dǎo)向孔，后板與前板導(dǎo)向孔對(duì)應(yīng)之處開有左右2個(gè)后板導(dǎo)向孔；所述擺桿導(dǎo)向孔、前板導(dǎo)向孔和后板導(dǎo)向孔內(nèi)均設(shè)置有鎖緊螺栓(9)，每根彈簧(7)的兩端分別設(shè)置有第一彈簧擋板(6)和第二彈簧擋板(8)；左側(cè)彈簧(7)的一端通過第一彈簧擋板(6)與擺桿導(dǎo)向孔內(nèi)的鎖緊螺栓(9)連接，另一端通過第二彈簧擋板(8)分別與左側(cè)前板導(dǎo)向孔、左側(cè)后板導(dǎo)向孔的鎖緊螺栓(9)連接；右側(cè)彈簧(7)的一端通過第一彈簧擋板(6)與擺桿導(dǎo)向孔內(nèi)的鎖緊螺栓(9)連接，另一端通過第二彈簧擋板(8)分別與右側(cè)前板導(dǎo)向孔、右側(cè)后板導(dǎo)向孔的鎖緊螺栓(9)連接。

2.如權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)減振的擺式電渦流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，其特征在于：所述前板與渦流板(15)、所述后板與渦流板(15)均通過用于調(diào)節(jié)渦流板(15)與永磁鐵(13)之間的距離的調(diào)節(jié)組合件固定。

3.如權(quán)利要求2所述的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)減振的擺式電渦流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，其特征在于：所述調(diào)節(jié)組合件為內(nèi)六角螺釘(11)和螺母(16)。

4.如權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)減振的擺式電渦流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，其特征在于：該阻尼器還包括外殼(17)，所述阻尼器主體封裝于外殼(17)內(nèi)，該外殼(17)扣設(shè)有可拆卸式外殼蓋板(18)，所述外殼(17)與阻尼器主體的支架(1)頂部固定連接。

5.如權(quán)利要求4所述的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)減振的擺式電渦流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，其特征在于：所述質(zhì)量塊(12)位于擺動(dòng)方向上的兩側(cè)面均設(shè)置有緩沖橡膠墊(14)。

6.如權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)減振的擺式電渦流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，其特征在于：所述擺桿導(dǎo)向孔、前板導(dǎo)向孔和后板導(dǎo)向孔均為條形孔。

7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)減振的擺式電渦流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，其特征在于：所述質(zhì)量塊(12)采用軟鐵制成；所述永磁鐵(13)選用大小相同的矩形汝鐵硼永磁鐵；所述渦流板(15)選用銅板或鋁板。

8.一種基于權(quán)利要求1所述擺式電渦流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)減振的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：測(cè)試主結(jié)構(gòu)的振動(dòng)頻率，設(shè)計(jì)擺式電渦流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的質(zhì)量比、阻尼比和頻率比，轉(zhuǎn)到S2；

S2：根據(jù)設(shè)計(jì)的質(zhì)量比選擇合適的質(zhì)量塊(12)；根據(jù)設(shè)計(jì)的阻尼比調(diào)整渦流板(15)與永磁鐵(13)的間距；計(jì)算擺式電渦流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的系統(tǒng)頻率f，轉(zhuǎn)到S3：

S3：將計(jì)算得到的阻尼器的系統(tǒng)頻率f與主結(jié)構(gòu)的振動(dòng)頻率進(jìn)行比較，通過鎖緊螺栓(9)調(diào)整彈簧(7)與轉(zhuǎn)軸(3)之間的相對(duì)距離，以此來改變阻尼器的系統(tǒng)頻率f，直至阻尼器的系統(tǒng)頻率f與主結(jié)構(gòu)的振動(dòng)頻率之間達(dá)到設(shè)計(jì)的頻率比；將調(diào)整好的擺式電渦流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器與主結(jié)構(gòu)相連接。

9.如權(quán)利要求8所述的基于權(quán)利要求1所述擺式電渦流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)減振的方法，其特征在于：S2中所述計(jì)算擺式電渦流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的系統(tǒng)頻率f，具體包括以下步驟：將質(zhì)量塊(12)簡化為一質(zhì)點(diǎn)，設(shè)該質(zhì)點(diǎn)到轉(zhuǎn)軸(3)的距離為l₁，彈簧(7)中心位置到轉(zhuǎn)軸(3)的距離為l₂，每個(gè)彈簧(7)剛度為k，則由動(dòng)量矩定理得出：

其中，J為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，θ為擺桿(10)的擺角，m為質(zhì)量塊(12)的質(zhì)量，g為重力加速度；

由于擺角θ＜5°，則sinθ≈θ，將轉(zhuǎn)動(dòng)慣量帶入上式得：

設(shè)角速度則計(jì)算出的阻尼器的系統(tǒng)頻率f為：