[發(fā)明專利]調(diào)諧液體型慣容系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811290310.6
• 申請(qǐng)日: 2018-10-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109267808B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡岫巖;趙志鵬;張瑞甫;劉浩洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號(hào): E04H9/02
• 分類號(hào): E04H9/02;E04B1/98
• 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)明涉及一種用于土木工程和能源基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的調(diào)諧液體型慣容系統(tǒng)，該裝置包括建立了雙重的減振調(diào)諧機(jī)制，使用調(diào)諧液體質(zhì)量單元、調(diào)諧慣容限位單元來(lái)調(diào)整系統(tǒng)頻率并進(jìn)行減振控制；建立了雙重儲(chǔ)能機(jī)制、基于摩擦運(yùn)動(dòng)和液體非線性晃動(dòng)的耗能機(jī)制。通過(guò)有效地利用調(diào)諧慣容限位單元質(zhì)量增效作用，顯著地降低了調(diào)諧液體質(zhì)量單元的附加質(zhì)量和相對(duì)變形，不僅提供了一種輕量化調(diào)諧型減振裝置，更節(jié)約了裝置的安裝和使用空間，提高了調(diào)諧液體阻尼耗能的效率。本發(fā)明裝置設(shè)置方便靈活，能夠有效吸收并耗散振動(dòng)能量，具有輕量化，耗能高效和魯棒性強(qiáng)等特點(diǎn)，有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土木工程結(jié)構(gòu)耗能減振技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種調(diào)諧液體型慣容系統(tǒng)。

背景技術(shù)

耗能減振技術(shù)是，通過(guò)在結(jié)構(gòu)在振動(dòng)過(guò)程中，變形較大的位置安裝耗能減振裝置，以達(dá)到減小結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)的一種技術(shù)。耗能減振裝置可以在結(jié)構(gòu)遭受地震或者強(qiáng)風(fēng)等強(qiáng)烈振動(dòng)時(shí)，利用自身的特性，如滯回變形、摩擦作用等方式，大量消耗輸入能量，抑制主結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)，不但保證了結(jié)構(gòu)的安全性，提高了其可靠度，同時(shí)能夠滿足使用者的舒適性和結(jié)構(gòu)內(nèi)部裝置正常使用性等要求。

本領(lǐng)域的調(diào)諧液體阻尼器是一種實(shí)用的耗能減振裝置，已被長(zhǎng)期運(yùn)用于土木工程領(lǐng)域，其通過(guò)容器內(nèi)調(diào)諧液體的振動(dòng)，吸收和耗散輸入的能量。但是調(diào)諧液體阻尼器只能抑制頻率接近調(diào)諧液體自振頻率的振動(dòng)作用，控制的頻帶較窄，而且調(diào)諧液體耗能機(jī)理單一且效率不高。此外裝置所占空間較大，并且在受到較大幅度振動(dòng)時(shí)，裝置的變形較大，提高了裝置安裝的難度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，采用慣容阻尼單元和液體阻尼單元同時(shí)作用耗散能量，附加設(shè)計(jì)一套液體型慣容機(jī)構(gòu)和調(diào)諧質(zhì)量單元，聯(lián)合構(gòu)成一種新型的調(diào)諧液體型慣容系統(tǒng)。

本發(fā)明需要保護(hù)的技術(shù)方案概括為：

一種調(diào)諧液體型慣容系統(tǒng)，包括調(diào)諧液體質(zhì)量單元、調(diào)諧彈簧、調(diào)諧慣容限位單元和安裝單元；調(diào)諧慣容限位單元與調(diào)諧液體質(zhì)量單元均滑動(dòng)安裝在安裝單元上，且調(diào)諧慣容限位單元與調(diào)諧液體質(zhì)量單元?jiǎng)傂赃B接，同時(shí)調(diào)諧液體質(zhì)量單元通過(guò)調(diào)諧彈簧與安裝單元連接；調(diào)諧慣容限位單元用于調(diào)諧頻率，吸收結(jié)構(gòu)振動(dòng)能量，提高耗能效率并限制調(diào)諧液體質(zhì)量單元的變形。

進(jìn)一步，安裝單元包括一體成型的安裝底座和“L”型的連接板；連接板豎直部的左側(cè)為其水平部，其右側(cè)為安裝底座；安裝底座上設(shè)置有垂直于連接板豎直部的滑動(dòng)槽，滑動(dòng)槽內(nèi)安裝有摩擦板。

進(jìn)一步，液體慣容阻尼單元包括齒輪組單元、軸承、慣容單元容器、齒條和慣容調(diào)諧彈簧；齒輪組單元置于慣容單元容器內(nèi)，并通過(guò)軸承與慣容單元容器的前后側(cè)壁連接；慣容單元容器的左側(cè)通過(guò)調(diào)諧彈簧與連接板的豎直部連接，其底部滑動(dòng)設(shè)置于安裝底座的滑動(dòng)槽內(nèi)，慣容單元容器能夠沿滑動(dòng)槽作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并與摩擦板發(fā)生滑動(dòng)摩擦；沿滑動(dòng)槽設(shè)置方向，齒條沿滑動(dòng)槽方向設(shè)置在安裝底座上，并穿過(guò)慣容單元容器下部與齒輪組單元相咬合；齒輪組單元能夠在慣容單元容器在滑動(dòng)槽內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)齒條發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。

進(jìn)一步，調(diào)諧液體質(zhì)量單元包括調(diào)諧液體容器和調(diào)諧液體；調(diào)諧液體置于調(diào)諧液體容器內(nèi)；調(diào)諧液體容器的左側(cè)通過(guò)剛性連桿與慣容單元容器的右側(cè)連接，同時(shí)調(diào)諧液體容器的左側(cè)還通過(guò)調(diào)諧彈簧與連接板豎直部連接；調(diào)諧彈簧的伸縮方向與滑動(dòng)槽的方向一致；調(diào)諧液體容器底部滑動(dòng)設(shè)置于安裝底座的滑動(dòng)槽內(nèi)，調(diào)諧液體容器能夠沿滑動(dòng)槽作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并與摩擦板發(fā)生滑動(dòng)摩擦。

進(jìn)一步，連接板與安裝底座為一整體，兩者通過(guò)連接螺栓安裝于主結(jié)構(gòu)之上。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)與有益效果：

1.本發(fā)明建立了雙重的減振調(diào)諧機(jī)制，包括調(diào)諧液體質(zhì)量單元、液體慣容阻尼單元，通過(guò)調(diào)諧彈簧來(lái)調(diào)整系統(tǒng)頻率并進(jìn)行減振控制。利用這種雙調(diào)諧的機(jī)制，提高了該減振系統(tǒng)有效減振控制的頻帶寬度，提高了裝置整體的吸能效果。