[發(fā)明專利]一種基于對稱組合式空氣彈簧的質量調諧阻尼器

有效

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• 申請日: 2016-11-21
• 公開（公告）號: CN106704439B
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發(fā)明（設計）人: 王博;畢祥軍;郝鵬;李銳;高強;張夢堃;周才華
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: F16F9/02
• 分類號: F16F9/02;F16F9/44
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠

本發(fā)明提供了一種基于對稱組合式空氣彈簧的質量調諧阻尼器，該質量調諧阻尼器包括空氣彈簧Ⅰ、質量塊、活塞、空氣彈簧Ⅱ、氣缸和附加室，將空氣彈簧Ⅰ和空氣彈簧Ⅱ對稱放置，二者相同，通過活塞桿連接，活塞桿的連接點處設置質量塊；空氣彈簧Ⅰ和空氣彈簧Ⅱ的氣缸分別與容積相同的附加室相通；所述的附加室7通過控制系統(tǒng)調節(jié)控制其內部的氣壓、溫度、容積，并保持兩個附加室7的上述參數相同。該質量調諧阻尼器通過控制上述參數實現彈性元件的剛度可調節(jié)功能；由于空氣流動具有阻尼特性，可以附加一些可控的空氣阻尼裝置，直接改變TMD的阻尼特性。

技術領域

本發(fā)明涉及一種基于對稱組合式空氣彈簧的質量調諧阻尼器(Tuned MassDamper,TMD)，以對稱組合式空氣彈簧作為彈性元件的設計。

背景技術

對稱組合式空氣彈簧是一種將兩個完全相同的空氣彈簧鏡面對稱放置組合在一起，整體的兩端固定在一個結構上，兩個彈簧的連接處為彈簧的承力點，即可實現該點與固定端之間的彈性連接。這種彈簧的承力點無論沿那個方向偏移都呈現剛度硬化特性，且這種硬化現象關于彈簧承力點初始位置對稱，偏離度越大剛度非線性越強。而且對稱組合式空氣彈簧可以進行控制來改變彈簧的力學特性，滿足一些特定的要求。

調諧質量阻尼器(TMD)是一種將自身振動頻率調整至主結構附近，改變結構共振特性，以達到減震作用的裝置。TMD主要應用在高層建筑、橋梁等地方，質量塊用彈簧與主結構連接，當主結構因地震或者風力等外力作用產生振動時，該裝置也發(fā)生相應的擺動或扭轉振動，從而達到使主結構減震的目的。它也可以運用在其他需要減震的地方。

TMD發(fā)展到今天衍生出很多種類，大多是被動型，即一旦安裝完成其頻率響應范圍、阻尼比等特性固定不變，半主動控制型(Semi-active Tuned Mass Damper,SATMD)的大多是通過調節(jié)阻尼系數或者彈簧剛度來實現。

綜上所述，有必要提出一種應用對稱組合式空氣彈簧的TMD系統(tǒng)，通過調節(jié)空氣彈簧來實現TMD減震的最優(yōu)化。

發(fā)明內容

本發(fā)明主要是針對應用對稱組合式空氣彈簧(以下簡稱“彈簧”)的TMD系統(tǒng)實現減震效果優(yōu)化的功能。

本發(fā)明的技術方案：

一種基于對稱組合式空氣彈簧的質量調諧阻尼器，包括空氣彈簧Ⅰ2、質量塊3、活塞4、空氣彈簧Ⅱ5、氣缸6和附加室7，將空氣彈簧Ⅰ2和空氣彈簧Ⅱ5對稱放置，二者相同，通過活塞桿連接，活塞桿的連接點處設置質量塊3；空氣彈簧Ⅰ2和空氣彈簧Ⅱ5的氣缸6分別與容積相同的附加室7相通；所述的附加室7通過控制系統(tǒng)調節(jié)控制其內部的氣壓、溫度和容積，并保持兩個附加室7的上述參數相同。

所述的空氣彈簧Ⅰ2和空氣彈簧Ⅱ5同為活塞式空氣彈簧或同為氣囊式空氣彈簧，附圖1僅以活塞式空氣彈簧為例。

本發(fā)明的有益效果：

1.附加氣室的容積越大，其他參數不變的情況下(以下分析皆以此標準)彈簧剛度非線性越弱，在保持質量塊振幅不變的情況下相當于TMD的彈簧剛度降低，反之亦然；

2.靜止狀態(tài)的內部氣壓越大，彈簧整體剛度越大，非線性越強，在保持質量塊振幅不變的情況下相當于TMD的彈簧剛度增大，反之亦然；

3.內部氣體溫度越高，情況與結果2相同，反之亦然；

4.由于空氣流動具有阻尼特性，可以附加一些可控的空氣阻尼裝置，直接改變TMD的阻尼特性。

附圖說明

圖1是一種基于對稱組合式空氣彈簧的質量調諧阻尼器示意圖。

圖中：1主結構；2空氣彈簧Ⅰ；3質量塊；4活塞；5空氣彈簧Ⅱ；6氣缸；

7附加室。

具體實施方式