[發(fā)明專(zhuān)利]自供電質(zhì)量阻尼復(fù)合結(jié)構(gòu)的ATMD減振裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710398054.1
• 申請(qǐng)日: 2017-05-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107217898B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江肖禹;高增梁;丁振宇;徐英杰;夏雨薈;潘凡
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E04H9/02
• 分類(lèi)號(hào): E04H9/02;E04B1/98
• 代理公司: 杭州浙科專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 33213
• 代理人: 杜立

本發(fā)明公開(kāi)了一種自供電質(zhì)量阻尼復(fù)合結(jié)構(gòu)的ATMD減振裝置，包括質(zhì)量塊，磁流變液阻尼單元，2個(gè)發(fā)電單元，滑動(dòng)導(dǎo)軌；所述質(zhì)量塊的凹槽嵌于滑動(dòng)導(dǎo)軌的中心凸臺(tái)；所述質(zhì)量塊的滾輪輪緣中凹外凸，與滑動(dòng)導(dǎo)軌的凸緣相配合，在輔助限位的同時(shí)使質(zhì)量塊沿導(dǎo)軌作往復(fù)運(yùn)動(dòng)；所述滑動(dòng)導(dǎo)軌的一端設(shè)有第一擋板，另一端設(shè)有第二擋板；所述的2個(gè)發(fā)電單元的兩端水平固定在第二擋板和質(zhì)量塊之上。本發(fā)明根據(jù)高塔設(shè)備振動(dòng)頻率的不同，壓電晶片產(chǎn)生的電量也不一樣，從而影響線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)弱，最終直接導(dǎo)致磁流變液的阻尼大小，達(dá)到主動(dòng)調(diào)節(jié)TMD振動(dòng)頻率至被控結(jié)構(gòu)的自振頻率區(qū)域內(nèi)，達(dá)到有效的減振效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明設(shè)計(jì)減振控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自供電質(zhì)量阻尼復(fù)合結(jié)構(gòu)的ATMD減振裝置。

背景技術(shù)

石油化工行業(yè)存在大量高聳塔設(shè)備，由于高塔設(shè)備的自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使其具有高柔特點(diǎn)，對(duì)風(fēng)載荷較為敏感。經(jīng)分析，在實(shí)際受風(fēng)載過(guò)程中，橫風(fēng)向的振動(dòng)即風(fēng)誘導(dǎo)振動(dòng)往往比順風(fēng)向的震動(dòng)大很多，導(dǎo)致塔體振動(dòng)頻繁，塔身結(jié)構(gòu)以及底座鏈接部位由于長(zhǎng)時(shí)間承受疲勞載荷，極易產(chǎn)生疲勞裂紋，給塔體的結(jié)構(gòu)完整性帶來(lái)隱患，如何解決高聳塔設(shè)備的減震問(wèn)題一直備受關(guān)注。

與傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法相比，振動(dòng)控制從僅僅依靠改變結(jié)構(gòu)自身性能來(lái)抵抗環(huán)境荷載的方法，逐漸發(fā)展為由結(jié)構(gòu)-抗風(fēng)抗震振動(dòng)控制系統(tǒng)主動(dòng)地控制結(jié)構(gòu)的動(dòng)力反應(yīng)。例如調(diào)諧質(zhì)量阻尼器（TMD），存在啟動(dòng)滯后問(wèn)題，一旦失調(diào)，其控制有效性將明顯下降。

主動(dòng)調(diào)諧質(zhì)量阻尼器（ATMD）引入外部能量使ATMD質(zhì)量塊獲得加速度，產(chǎn)生合適的慣性力，克服了TMD的減振問(wèn)題，提高了TMD的有效性和魯棒性。ATMD的減振效果雖優(yōu)于被動(dòng)TMD，但需要可靠的大功率外部能源供給，操作維護(hù)昂貴，在實(shí)際應(yīng)用方面有不小的限制。質(zhì)量塊和阻尼占據(jù)了大量的工作空間，給工程實(shí)施上增加了難度，且裝置本身受到了風(fēng)載的影響。

隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，一些新的減振材料、減振方法逐漸被應(yīng)用到減振領(lǐng)域中來(lái)。目前，一些新的減振材料主要有壓電智能材料、形狀記憶合金、磁流變流體、電流變流體等；其中，壓電陶瓷以其出力大、響應(yīng)快、無(wú)電磁干擾、能耗低、良好的機(jī)電耦合特性、易于控制等優(yōu)勢(shì)而在航空航天、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)、微動(dòng)平臺(tái)等的隔振減振領(lǐng)域得到了廣泛的研究與應(yīng)用，但壓電陶瓷在受振動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的電能均未進(jìn)行有效利用，造成能源的流失、浪費(fèi)；磁流變液以其良好的屈服應(yīng)力、寬廣的工作溫度范圍、較強(qiáng)的塑性粘度和優(yōu)良的穩(wěn)定性，也已經(jīng)在隔振減振領(lǐng)域得到一定的應(yīng)用；但磁流變液在工作時(shí)需有電能，使磁流變液因供能問(wèn)題而造成使用地域受限。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種自供電質(zhì)量阻尼復(fù)合結(jié)構(gòu)的ATMD減振裝置。

本發(fā)明的技術(shù)方案為： 一種自供電質(zhì)量阻尼復(fù)合結(jié)構(gòu)的ATMD減振裝置，包括質(zhì)量塊，磁流變液阻尼單元，2個(gè)發(fā)電單元，滑動(dòng)導(dǎo)軌；所述質(zhì)量塊的凹槽嵌于滑動(dòng)導(dǎo)軌的中心凸臺(tái)，對(duì)質(zhì)量塊的運(yùn)動(dòng)起到一定限位的作用；所述質(zhì)量塊的滾輪輪緣中凹外凸，與滑動(dòng)導(dǎo)軌的凸緣相配合，在輔助限位的同時(shí)使質(zhì)量塊沿導(dǎo)軌作往復(fù)運(yùn)動(dòng)；所述滑動(dòng)導(dǎo)軌的一端設(shè)有第一擋板，另一端設(shè)有第二擋板；所述的2個(gè)發(fā)電單元的兩端水平固定在第二擋板和質(zhì)量塊之上。

所述磁流變液阻尼單元置于質(zhì)量塊內(nèi)部，質(zhì)量塊內(nèi)部連接有一螺栓，內(nèi)螺紋與下方通孔貫通；繞線板為一矩形塊，由螺栓與質(zhì)量塊相連接，線圈纏繞在繞線板的凹槽內(nèi)；繞線板中心有一通孔，與質(zhì)量塊內(nèi)部通孔，以及正下方磁流變液腔體相連，作為磁流變液的引流通道用以灌注磁流變液；磁流變液腔體與滑動(dòng)導(dǎo)軌接觸部位均設(shè)置有彈性密封條。