[發(fā)明專利]一種變體積顆粒阻尼器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911415900.1
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111075046B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魯正;柳祥千;張遷遷
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 顧艷哲

本發(fā)明涉及一種變體積顆粒阻尼器，包括阻尼器腔體(1)，所述阻尼器腔體(1)內(nèi)設(shè)有至少一個可移動的擋板(6)，所述擋板(6)與所述阻尼器腔體(1)內(nèi)壁之間通過一個或多個彈性連接件連接，所述擋板(6)將所述阻尼器腔體(1)分割形成不同的腔室，所述腔室內(nèi)設(shè)置顆粒(2)或顆粒群(3)，在振動荷載作用下，所述腔室內(nèi)的顆粒(2)或顆粒群(3)進(jìn)行碰撞、摩擦以耗散動能，同時所述擋板(6)在所述阻尼器腔體(1)內(nèi)移動，改變各腔室的體積，加劇顆粒(2)或顆粒群(3)的運(yùn)動，并獲得更寬的減振頻帶。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土木結(jié)構(gòu)振動控制領(lǐng)域，具體涉及一種變體積顆粒阻尼器。

背景技術(shù)

近年來，顆粒阻尼器越來越多的運(yùn)用于土木工程的減震控制中，它通過顆粒與顆粒之間的碰撞和摩擦來實(shí)現(xiàn)能量耗散，具有不錯的效果。沖擊阻尼器作為一種新型的消能減振控制技術(shù)，具有對原系統(tǒng)改動小、耐久性好、可靠度高、對溫度變化不敏感，易于用在惡劣環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為土木工程研究人員的研究熱點(diǎn)。調(diào)諧質(zhì)量阻尼器以其施工簡單、操作方便、減振效果顯著等特點(diǎn)受到廣泛歡迎。

但是目前常見的顆粒阻尼器還是有一定的上升空間。比如，傳統(tǒng)的顆粒阻尼器中有大量的顆粒存在，空間會十分的狹小，而這會在一定程度上限制顆粒之間的碰撞或者摩擦耗能。調(diào)諧質(zhì)量阻尼器也有一些缺點(diǎn)，它減振頻帶窄，往往只能對其調(diào)諧的頻率產(chǎn)生較好的減振效果，對于偏離該頻率的振動區(qū)域控制效果不佳。因此想辦法將這些阻尼器結(jié)合起來，繼承優(yōu)點(diǎn)彌補(bǔ)之前的不足形成一種新的阻尼器對于實(shí)際工程的減震控制有一定的幫助。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決傳統(tǒng)顆粒阻尼器由于空間狹小不能充分發(fā)揮顆粒碰撞與摩擦的耗能能力以及傳統(tǒng)調(diào)諧阻尼器調(diào)諧頻帶窄的問題，本發(fā)明提出一種變體積顆粒阻尼器，可以發(fā)揮傳統(tǒng)顆粒阻尼器優(yōu)勢并結(jié)合沖擊阻尼器以及調(diào)諧阻尼器的特點(diǎn)，阻尼器構(gòu)造簡單、碰撞耗能效果好。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種變體積顆粒阻尼器，包括阻尼器腔體，所述阻尼器腔體內(nèi)設(shè)有至少一個可移動的擋板，所述擋板與所述阻尼器腔體內(nèi)壁之間通過一個或多個彈性連接件連接，所述擋板將所述阻尼器腔體分割形成不同的腔室，所述腔室內(nèi)設(shè)置顆粒或顆粒群，在振動荷載作用下，所述腔室內(nèi)的顆粒或顆粒群進(jìn)行碰撞、摩擦以耗散動能，同時所述擋板在所述阻尼器腔體內(nèi)移動，改變各腔室的體積，加劇顆粒或顆粒群的運(yùn)動，并獲得更寬的減振頻帶。

進(jìn)一步地，所述擋板滑動設(shè)置在所述阻尼器腔體內(nèi)，擋板在阻尼器腔體中進(jìn)行水平方向上的滑動。

進(jìn)一步地，所述擋板的邊緣設(shè)有防止擋板旋轉(zhuǎn)的凸出結(jié)構(gòu)，且朝向阻尼器腔體的中部設(shè)置。

進(jìn)一步地，所述彈性連接件為彈簧，所述彈簧設(shè)置一個或并列設(shè)置多個，彈簧的剛度及設(shè)置的數(shù)量根據(jù)結(jié)構(gòu)的頻率等參數(shù)依據(jù)相關(guān)理論求得。

進(jìn)一步地，所述阻尼器腔體的內(nèi)壁設(shè)有緩沖材料。

進(jìn)一步地，所述擋板的表面設(shè)置橡膠。

進(jìn)一步地，整個阻尼器通過上部的多根鋼索與外部結(jié)構(gòu)相連，沿豎直方向設(shè)于外部結(jié)構(gòu)下部。

進(jìn)一步地，所述的阻尼器腔體是由6mm-12mm厚的鋼板焊接而成的長方體空腔。

進(jìn)一步地，所述阻尼器腔體內(nèi)設(shè)置兩塊擋板，分別對稱設(shè)于所述阻尼器腔體的兩側(cè)，兩塊擋板將所述阻尼器腔體分隔成三個空間，中部放置顆粒，兩側(cè)布置顆粒群。

進(jìn)一步地，所述顆粒為球形，顆粒直徑為2mm-50mm，所述顆粒群由若干球形或不規(guī)則顆粒組成，所述顆粒的體積遠(yuǎn)大于所述顆粒群中顆粒的體積。