[發(fā)明專利]拉索式旋轉(zhuǎn)電渦流阻尼器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711370576.7
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN108105303A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝麗宇;蘇愿;薛松濤
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號: F16F6/00
• 分類號: F16F6/00
• 代理公司: 上海科律專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

本發(fā)明提供了一種拉索式旋轉(zhuǎn)電渦流阻尼器，涉及土木工程技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供的拉索式旋轉(zhuǎn)電渦流阻尼器，包括旋轉(zhuǎn)電渦流阻尼器和拉索；所述旋轉(zhuǎn)電渦流阻尼器包括定子和轉(zhuǎn)子；所述拉索纏繞于所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸上，其兩端分別斜向連接于結(jié)構(gòu)，用于將所述結(jié)構(gòu)的水平線位移轉(zhuǎn)換為所述旋轉(zhuǎn)電渦流阻尼器的轉(zhuǎn)軸的角位移實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，發(fā)揮阻尼效果。本發(fā)明提供的方案，其有益效果在于：本發(fā)明結(jié)合板式電渦流阻尼器和帶拉索支撐系統(tǒng)的特點(diǎn)，提出的拉索式旋轉(zhuǎn)電渦流阻尼器，一方面可以實(shí)現(xiàn)阻尼系數(shù)的簡單易調(diào)、阻尼與剛度完全分離；另一方面，電渦流阻尼器不存在像粘滯阻尼器易漏油和不易養(yǎng)護(hù)的問題，從而大大提高阻尼器的耐久性和工程實(shí)用性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及土木工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種拉索式旋轉(zhuǎn)電渦流阻尼器。

背景技術(shù)

電渦流阻尼產(chǎn)生的基本原理是：當(dāng)處于局部磁場中的導(dǎo)體盤切割磁力線時會在導(dǎo)體盤中產(chǎn)生電渦流，電渦流又會產(chǎn)生與原磁力方向相反的新磁場，從而在原磁場和導(dǎo)體之間形成阻礙二者相對運(yùn)動的阻尼力，同時導(dǎo)體盤的電阻效應(yīng)將導(dǎo)體盤獲得的動能通過電渦流轉(zhuǎn)換為熱能耗散出去，如果將導(dǎo)體盤和振動結(jié)構(gòu)相連接，就可以產(chǎn)生結(jié)構(gòu)減振與耗能作用，成為電渦流阻尼器。電渦流阻尼器作為新型高效的結(jié)構(gòu)被動振動控制手段，具有非接觸、無機(jī)械性摩擦和損耗、無須潤滑、使用壽命長、和易安裝等優(yōu)點(diǎn)，特別適合用于要求疲勞壽命長且不易維護(hù)的工作環(huán)境。

目前，常用的電渦流阻尼器主要有板式、擺式、基于螺旋傳動方式的軸向電渦流阻尼器等。計算表明，按磁體與導(dǎo)體之間直接采用軸向相對運(yùn)動方式制作一個在每秒一厘米的速度下產(chǎn)生阻尼力的軸向電渦流阻尼器，其重量要比粘滯流體阻尼器高一到兩個數(shù)量級，已無實(shí)用價值。因此，提高電渦流阻尼器的阻尼力與自身重量比，制作出大阻尼系數(shù)的電渦流阻尼器是在土木工程領(lǐng)域推廣和應(yīng)用電渦流阻尼技術(shù)亟待解決的關(guān)鍵問題。

增大阻尼系數(shù)的一個思路是增大導(dǎo)體在磁場中的運(yùn)動速度，慣容器可以將層間相對位移放大很多倍，將慣容器的原理運(yùn)用到電渦流阻尼器上可以使阻尼系數(shù)大大增加，但慣容器一個很大的缺點(diǎn)是機(jī)械上構(gòu)造非常復(fù)雜，對于加工精度要求很高，而且很難實(shí)現(xiàn)剛度和阻尼的完全分離；帶拉索支撐的阻尼器的拉索也可實(shí)現(xiàn)位移傳遞效果，安裝也非常方便，而且在震后可以根據(jù)拉索的狀態(tài)快速評估是否應(yīng)該更換。

現(xiàn)有技術(shù)中使用的拉索均為柔性，目前研究中帶拉索的阻尼器主要有兩種，一種是拉索式中心摩擦阻尼器，裝置由前后鋼板轉(zhuǎn)子和連接在鋼片上的拉索組成，結(jié)構(gòu)的層間相對位移通過拉索帶動兩個鋼板轉(zhuǎn)子朝相反方向運(yùn)動，通過轉(zhuǎn)子間的摩擦作用起到消能減震的作用，一種是基于超彈性記憶金屬環(huán)的拉索阻尼器，這種消能系統(tǒng)僅由SMA環(huán)和承受拉力的拉索組成。而且目前已有的帶拉索支撐的阻尼器的位移轉(zhuǎn)換的效率不如慣容器高，且其耗能能力也往往很低下。因此，開發(fā)基于無需與結(jié)構(gòu)直接接觸、且具有大阻尼系數(shù)的電渦流阻尼器具有較大的工程應(yīng)用價值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種拉索式旋轉(zhuǎn)電渦流阻尼器，安裝在結(jié)構(gòu)中起抗震耗能的作用，其能夠充分利用構(gòu)件之間的連接關(guān)系進(jìn)行層間相對位移的轉(zhuǎn)換，通過滾軸和導(dǎo)體盤，將結(jié)構(gòu)位移進(jìn)行放大，大大提高位移轉(zhuǎn)換效率，有效地提高阻尼器耗能能力，同時在震后也非常容易通過拉索的松弛程度判斷阻尼器的工作性能。

為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案:

一種拉索式旋轉(zhuǎn)電渦流阻尼器，包括旋轉(zhuǎn)電渦流阻尼器和兩根拉索；所述旋轉(zhuǎn)電渦流阻尼器包括定子和轉(zhuǎn)子；所述拉索的一端纏繞于所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸上，其另一端斜向連接于結(jié)構(gòu)，用于將所述結(jié)構(gòu)的水平線位移轉(zhuǎn)換為所述旋轉(zhuǎn)電渦流阻尼器的轉(zhuǎn)軸的角位移，實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，發(fā)揮阻尼效果。

由于，拉索式電渦流阻尼器和結(jié)構(gòu)之間無直接接觸，使得阻尼與剛度分離，因此可以通過拉索將結(jié)構(gòu)的水平線位移轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)軸的角位移，實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，發(fā)揮阻尼效果。

進(jìn)一步，所述定子包括箱體和若干永磁體，所述轉(zhuǎn)子包括滾軸和一對導(dǎo)體盤；在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述箱體為鋼箱體；