[發明專利]一種受控結構上豎向流固耦合調諧質量阻尼器及調校方法

有效

• 申請號: 201610223224.8
• 申請日: 2016-04-11
• 公開（公告）號: CN105735511B
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: 汪正興;柴小鵬;王波;尹琪;朱世峰;孫家龍;荊國強;劉鵬飛;馬長飛;王翔;伊建軍
• 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: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E01D19/04;E01D19/00
• 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

本發明公開了一種受控結構上豎向流固耦合調諧質量阻尼器及調校方法，涉及結構振動控制領域，包括阻尼箱，阻尼箱內裝設有阻尼油，阻尼油內浸有固體質量塊，固體質量塊設有翼板，翼板與阻尼箱壁間間隙可調整，翼板上設有彈簧。阻尼器的參數調試方法包括：確定阻尼器的質量比、個數、目標頻率比、目標阻尼比和受控結構允許附加的總質量；計算阻尼器目標頻率、目標活動質量和目標彈簧剛度；調校阻尼器阻尼比；調校阻尼器頻率f；比較實際阻尼比和目標阻尼比；比較實際附加總質量和允許附加總質量。本發明可以準確調校出所需要的阻尼器參數，可靠實用。

技術領域

本發明涉及結構振動控制領域，具體涉及一種受控結構上豎向流固耦合調諧質量阻尼器及調校方法。

背景技術

隨著結構工程技術的發展和人們對結構及橋梁景觀的要求，大量輕型結構和橋梁應運而生。這些結構和橋梁多采用輕質高強材料，具有剛度小、阻尼小的特點，在交通、風荷載等外界動荷載作用下容易發生較大的振動。為了避免土木結構由于頻繁振動引起的疲勞損傷甚至動力失穩破壞的問題，外加阻尼器是一種行之有效的手段，其中比較典型的調諧式阻尼器，包括主動式(AMD)和被動式(TMD)兩種，主動式阻尼器內部的阻尼參數可根據外界響應的反饋進行調節，以更好的適應結構的振動，其減振效率高于被動式。但是由于土木結構的實際運營環境較為惡劣，主動式內部的反饋元件及阻尼調節元件容易損壞，耐久性較差，后期的維護成本較高，而被動式的減振效率雖低于對應的AMD，但其減振效率在滿足工程要求的同時，維護成本很低，經過精心調校的TMD基本可以做到免維護，因此在土木結構振動控制中被動式的TMD應用非常廣泛。

TMD控制結構的振動原理為：利用阻尼器的調諧作用，將受控結構的振動轉化為活動質量的振動，一般活動質量的振動幅值是受控結構振動幅值的D倍(D為動力放大倍數)，實現了振動能量的轉移，并利用阻尼器內部的阻尼耗能器，將轉移至活動質量的振動能量耗散，以達到控制結構振動的目的。TMD的關鍵元件在于阻尼耗能器，一旦阻尼器失效，TMD失去耗能作用，巨大的集中質量將在受控結構振幅最大部位作大幅度的往復振動，將成為結構安全的巨大隱患。

目前，TMD常用的阻尼耗能元件較多，如CN 103334509A中提到的小孔節流型阻尼器、黏滯阻尼器、摩擦阻尼器等阻尼器。由于TMD對振動過程中的摩擦很敏感，摩擦阻尼器會影響阻尼器的工作狀態；而小孔節流型阻尼器和黏滯阻尼器內部動密封元件存在著一定的摩擦，會一定程度上影響阻尼器的工作狀態，最重要的是TMD在長期往復運動作用下，上述阻尼器的動密封元件容易發熱、老化，進而導致阻尼油泄漏，其耐久性存在問題。使用以上阻尼器不僅效率低下，而且耐久性很差。

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受控結構上豎向流固耦合調諧質量阻尼器及調校方法，該豎向流固耦合調諧質量阻尼器減振效率高、耐久性好，該調校方法可以準確調校出所需要的豎向流固耦合調諧質量阻尼器參數。

為達到以上目的，本發明采取的技術方案是一種豎向流固耦合調諧質量阻尼器，包括：

阻尼箱(1)，所述阻尼箱(1)內部分充有阻尼油(2)；

多個固體質量塊(6)，每一所述固體質量塊(6)均設有主體部(60)及由所述主體部(60)向四周或兩側延伸的翼板(61)，且每一所述固體質量塊(6)的翼板(61)沿所述翼板(61)延伸方向的截面面積不同，多個所述固體質量塊(6)擇一且可更換的設于所述阻尼箱(1)中，所述翼板(61)上的設有彈簧(4)，且所述翼板(61)浸設于所述阻尼油(2)中。

在上述技術方案的基礎上，所述翼板(61)為由所述主體部(60)向四周延伸形成的圓環或方環。

在上述技術方案的基礎上，所述翼板(61)為由所述主體部(60)向兩側延伸的板。