[發明專利]一種磁力TMD控制裝置

有效

• 申請號: 202010924871.8
• 申請日: 2020-09-05
• 公開（公告）號: CN111851771B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 朱前坤;馬齊飛;姜浩文;崔德鵬;楊文斌;陳建邦;孟萬晨;尚旭強;趙嚴亮;張希望;胡劍琇;曾新;劉藝
• 申請（專利權）人: 蘭州理工大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責任公司 62102
• 代理人: 何誠慧

本發明公開一種磁力TMD控制裝置。本裝置包括質量塊、限位裝置、彈簧、底板、磁力阻尼耗能減振系統，所述質量塊通過限位裝置與底板相連接，所述限位裝置為伸縮套筒結構，所述限位裝置上設置有壓縮彈簧；所述磁力阻尼耗能減振系統由上永磁體和下永磁體構成，所述上永磁體安裝在質量塊底部，所述下永磁體與底板固接；所述上永磁體的下表面和下永磁體的上表面磁性相反。本裝置優點是實現了對結構的耗能減振，且對橋梁結構豎向振動進行控制，效果顯著。

技術領域

本發明涉及結構振動控制技術領域，具體地說是一種磁力TMD控制裝置。

背景技術

在土木工程領域高速發展的今天，出現了大量輕質、柔性結構，該類結構具有質量小、跨度大、阻尼小、固有頻率低等特點。當行人步頻和結構固有頻率接近，容易引發結構共振，產生較大的響應。輕則引起行人舒適度問題，使人恐懼害怕，頭暈嘔吐，重則振動導致結構破壞，建筑物倒塌破壞，損害人身和財產安全。為了減少事故的發生率和生命財產的損失，需要對此類大跨度結構進行振動控制。被動控制通常被作為首選，該方法通過增加吸能減振裝置增加結構阻尼，進而達到減振的目的。

傳統的振動控制方法主要有增加結構阻尼、隔振和吸振的等。豎向減振用的TMD阻尼形式主要為液體粘滯阻尼器(如專利號為201010137516.2公開的“一種懸吊式的調頻質量阻尼器”)。但粘滯阻尼器存在不易養護、漏油、以及后期阻尼難調節等問題。橡膠阻尼材料，阻尼材料存在易老化，耐久性差等問題。也有研究者開發了電渦流阻尼TMD(見專利號為201510687582.X，名稱為“一種用于天橋的裝配式電渦流調諧質量阻尼器及制作方法”),但現有的電渦流阻尼器受導體板大小的影響，致使質量塊運動位移較小，且存在漏磁的問題。隨著 TMD的廣泛發展，用來控制沖擊荷載的磁力減振器(見專利號為 CN201020259888.8，名稱為“一種雙推磁力器的減震裝置”)也應運而生。該裝置不僅能提供較高阻尼，而且磁力可增加阻尼器的等效剛度，可降低彈性元件的剛度系數，節約成本。但是剛度受磁力影響，頻率也難以確定，因此難以應用到結構工程中。為此本專利對磁力阻尼器重新進行設計，彌補傳統方法的不足，使其能夠應用到橋梁結構中。

磁力TMD振動控制裝置設計與實現是需要結合實際生產應用，并考慮實際工程需要和自身研發設計水平。該裝置能減小結構振動達到吸能減振目的，使科技應用于實際工程。此裝置可對結構豎向振動進行控制，減小豎向撓度和結構響應，使結構在荷載激勵下滿足可靠度指標，進而行人安全得到保障。

發明內容

本發明的目的在于提出一種磁力TMD控制裝置，本裝置可靠性高、工作穩定、使用壽命長且制作簡單；本裝置能實現對結構豎向振動的控制，對大型沖擊荷載下結構的振動具有較好的控制效果，而且不會對環境造成影響。

為實現上述目的，本發明所述一種磁力TMD控制裝置，包括質量塊、限位裝置、彈簧、底板、磁力阻尼耗能減振系統，所述質量塊通過限位裝置與底板相連接，所述限位裝置為伸縮套筒結構，所述限位裝置上設置有壓縮彈簧；所述磁力阻尼耗能減振系統由上永磁體和下永磁體構成，所述上永磁體安裝在質量塊底部，所述下永磁體與底板固接；所述上永磁體的下表面和下永磁體的上表面磁性相反。

所述限位裝置的伸縮套筒結構由套筒殼及套筒芯組成，所述套筒殼套設于套筒芯外，所述套筒殼的一端與底板相連接，套筒殼的另一端設置有限位卡扣；所述套筒芯的一端與質量塊底部相連接，套筒芯的另一端設置有限位凸起，所述限位卡扣與限位凸起相匹配。

所述套筒芯的高度大于等于套筒殼的高度。

所述壓縮彈簧設置于限位裝置外部，支撐彈簧承受軸向壓力后的高度大于套筒芯的高度小于套筒芯與套筒殼高度的和。

所述壓縮彈簧設置于套筒殼內，支撐彈簧承受軸向壓力后的高度小于套筒殼的高度。

所述限位裝置在質量塊與底板間設置有四個，分別為第一限位桿、第二限位桿、第三限位桿、第四限位桿，所述第一限位桿、第二限位桿、第三限位桿、第四限位桿均勻分布設置于質量塊與底板間。