[發明專利]一種實現結構減振的擺式電渦流調諧質量阻尼器及方法

有效

• 申請號: 201510599764.1
• 申請日: 2015-09-18
• 公開（公告）號: CN105138798B
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）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（專利權）人: 中鐵大橋科學研究院有限公司;中鐵大橋局集團有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;E04B1/98
• 代理公司: 北京捷誠信通專利事務所(普通合伙) 11221
• 代理人: 王衛東

本發明公開了一種實現結構減振的擺式電渦流調諧質量阻尼器及方法，涉及結構減振技術領域。該阻尼器主體的頂板底部固定有兩個軸承，兩個軸承的內圈通過一水平設置的轉軸連接；轉軸的下方豎直設置有擺桿，擺桿的頂部與轉軸連接，底部焊接有質量塊，質量塊朝向前板、后板的兩側面均嵌有多個永磁鐵，前板、后板與質量塊對應之處均設置有渦流板；擺桿的左、右兩側均設置有可沿擺桿上下移動的彈簧，通過調整彈簧與轉軸的間距，使得阻尼器的頻率可實現無級調節。本發明的阻尼器不但質量塊運動狀態穩定、耗能方式可靠，而且頻率調節范圍大，可適應中高自振頻率。

技術領域

本發明涉及結構減振技術領域，具體來講是一種實現結構減振的擺式電渦流調諧質量阻尼器及方法。

背景技術

隨著現代建筑技術的快速發展，新建大樓的高度和橋梁的跨度越來越大。新結構、新材料的應用導致建筑的長細比增大、自身阻尼減小，進而使得結構穩定性差。特別是高聳、細長的建筑結構在地震、風和行車等外界荷載激勵下極易發生振動，從而導致結構的破壞或疲勞損傷，進而影響結構使用安全性和使用壽命。而調諧質量阻尼器(Tuned MassDamper-TMD)由于能有效控制結構固定頻率的振動，因此得到了廣泛的應用。

調諧質量阻尼器(TMD)一般是由彈簧、阻尼器和質量塊組成，其減振機理是：將TMD的振動頻率調整到主結構頻率附近，通過調整阻尼至優化的參數值，使主結構的振動能量最大限度地向TMD轉移并由其耗散，從而達到降低主結構振動的目的。

調諧質量阻尼器作為振動控制的主要裝置，要求其具有良好的穩定性和耐久性，同時要有精確、連續的參數調節功能。但是，現有的調諧質量阻尼器由于存在各種缺陷，均不能很好的滿足上述要求。

例如，專利號為ZL200610057990.8的“懸吊式調諧質量阻尼器減振控制裝置”專利，公開了一種剛性桿懸吊式多向水平振動、摩擦耗能的調諧質量阻尼裝置，能通過摩擦耗能，在一定程度上實現振動控制的目的，且剛性吊桿的設計增加了質量塊振動的穩定性。但該阻尼器的缺點在于：使用摩擦片接觸式耗能，對阻尼器穩定性和耐久性不利，并且該阻尼器將拉簧置于質量塊底部的剛性桿上，通過微調彈簧作用點的位置來調節阻尼器頻率，使得可調范圍較小，無法實現精確、連續的參數調節功能。

又例如，公告號為CN103132628B的“擺式電渦流調諧質量阻尼裝置”專利，公開了一種柔性吊索多向水平振動、電渦流耗能的調諧質量阻尼裝置，能通過安裝在質量塊底部的電渦流阻尼產生裝置，實現振動控制的目的，且非接觸式耗能提高了阻尼器的穩定性和耐久性。但該阻尼器的缺點在于：由于采用柔性吊索帶動質量塊的運動，使得對質量塊的動態穩定性難以控制，無法達到阻尼器穩定性和耐久性要求；除此之外，該阻尼器通過調節吊索長度的方式調節質量塊振動頻率，使得其頻率可調范圍極小，僅適用于較低的阻尼器自振頻率，應用范圍不大。

因此，如何解決現有技術中質量塊運動狀態不穩定、耗能方式不可靠、頻率調節范圍小等問題，是調諧質量阻尼器研究中亟待解決的技術問題。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種實現結構減振的擺式電渦流調諧質量阻尼器及方法，不但質量塊運動狀態穩定、耗能方式可靠，而且頻率調節范圍大，可適應中高自振頻率。

為達到以上目的，本發明采取的技術方案是：提供一種實現結構減振的擺式電渦流調諧質量阻尼器，包括阻尼器主體，阻尼器主體包括長方體結構的支架，支架包括前板、后板、頂板和底板；其中，所述頂板的底部固定有兩個與前板、后板平行的軸承，兩個軸承的內圈通過一水平設置的轉軸連接；轉軸的下方豎直設置有擺桿，擺桿的頂部與轉軸連接，底部焊接有質量塊，質量塊朝向前板、后板的兩側面均嵌有多個永磁鐵，前板、后板與質量塊對應之處均設置有渦流板；