[發明專利]一種水平調諧的懸臂式電渦流阻尼器

有效

• 申請號: 202011188569.7
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112283285B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 封周權;宋佳;陳政清;華旭剛;牛華偉
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: F16F15/02
• 分類號: F16F15/02
• 代理公司: 長沙歐諾專利代理事務所(普通合伙) 43234
• 代理人: 歐穎;張文君

本發明提供一種水平調諧的懸臂式電渦流阻尼器，包括質量單元、連接單元、剛度單元、負剛度單元和電渦流阻尼單元；質量單元包括配重塊；連接單元包括承重部件、外連接板和梯形支架；剛度單元包括懸臂板；負剛度單元包括運動永磁體、固定永磁體、安裝靠板和限位墊塊a；電渦流阻尼單元包括低速端永磁體、高速端永磁體、導軌、滑塊、調磁板、導體板和背鐵。本發明的阻尼器中應用了磁場調制原理和負剛度非線性能量阱的概念，通過調磁板加快高速端永磁體的運動速度，提高阻尼器的耗能效率；通過異名永磁體之間吸引力的差值可以促進配重塊的運動，從而拓寬了減振頻帶，魯棒性更好，彌補了傳統調諧質量阻尼器失調時減振效果差的問題。

技術領域

本發明屬于工程結構的振動控制裝置領域，具體涉及一種具有負剛度非線性能量阱的懸臂式水平電渦流調諧質量阻尼器。

背景技術

使用調諧質量阻尼器(TMD)進行結構減振屬于結構振動被動控制技術的一種，它抑制振動的機理為：當主體結構因為動荷載而振動時，附加在主結構上的TMD的質量單元由于慣性而反向振動，給主結構施加與振動方向相反的力，加上阻尼單元的耗能作用，從而使主體結構的振動明顯衰減。這種裝置在工程結構領域被廣泛應用，將其安裝在振動的橋梁結構或高層建筑結構中，對于結構振動有非常明顯的抑制作用。

但是傳統的水平電渦流調諧質量阻尼器存在進一步改進的空間：1.電渦流阻尼裝置耗能效率有待進一步提升；2.傳統TMD的減振頻帶較窄，需要拓寬減振頻帶，提高裝置的魯棒性。

如專利CN201410399913涉及一種磁負剛度阻尼器，包括：導電管、安裝軸、滑動軸承以及沿所述導電管軸向排列的一對或多對磁體；每對磁體包括平衡狀態下幾何中心位于同一水平位置的第一磁體和第二磁體，所述第一磁體通過所述安裝軸安裝在所述導電管內部由所述滑動軸承控制沿軸向移動，所述第二磁體固定于所述導電管上；所述第一磁體和所述第二磁體的沿軸向磁化方向相同，兩者相對運動形成負剛度作用；所述導電管位于所述第二磁體兩端對稱的位置，所述第一磁體與所述導電管的相對運動形成電渦流阻尼作用。該發明的磁負剛度阻尼器將負剛度和電渦流阻尼結合在一起，其結構簡單且緊湊，能廣泛應用在土木、機械和航空航天結構的振動控制中。

專利申請CN202010185135提供一種非線性負剛度多維減振裝置，包括外箱體、外質量框架及內質量塊，內質量塊位于外質量框架的內部，外質量框架位于外箱體的內部；外質量框架與剛性外箱體之間設有電渦流減振機構；內質量塊與剛性外箱體之間設有扭轉彈簧減振機構；外質量框架與內質量塊之間設有負剛度減振機構。當內質量塊在水平X向上往復運動時，負剛度減振機構中預壓彈簧的負剛度作用會與扭轉彈簧減振機構中扭轉彈簧產生的阻尼力相聯合，可實現非線性高效減振。當外質量框架在水平Y向上往復運動時，負剛度減振機構中預壓彈簧的負剛度作用會與電渦流減振機構產生的電渦流阻尼力相聯合，可實現多重高效減振。內質量塊和外質量框架的運動分屬兩個維度且彼此獨立，滿足多維減振。

而專利申請CN201811249160提供一種非線性電渦流慣質阻尼器及設計方法，所述非線性電渦流慣質阻尼器包括傳動組件、旋轉式電渦流阻尼元件、慣性飛輪和外筒；傳動組件包括滾珠絲杠系統、直線導軌和連接桿；旋轉式電渦流阻尼元件包括上下導磁圓板、磁體組和導體圓板；慣性飛輪套裝在滾珠絲杠并與滾珠螺母固定為一體；滾珠絲桿順次穿過上導磁圓板、滾珠螺母、下導磁圓板和慣性飛輪的中心孔。該發明可以將旋轉式電渦流阻尼部分的阻尼系數和旋轉構件的轉動慣量分別轉化為放大多倍的等效軸向阻尼系數和慣性質量，其慣性質量負剛度效應進一步提高了阻尼器的耗能減振效率，同時實現了電渦流阻尼力速度指數小于1的非線性特征。

但上述發明中都依然沒有徹底解決上述兩個問題。

發明內容