[發明專利]結合碰撞阻尼的箱式調諧顆粒質量阻尼裝置

在審

• 申請號: 202011642535.0
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112832398A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 王新娣;閔志華;劉卓;鄒小亮;朱正正;徐司;楊雪陽;嚴俊
• 申請（專利權）人: 安徽建顧減隔震科技有限公司;無錫建顧減隔震科技有限公司;上海佑鐵軌道科技有限公司;南通建顧減震科技有限公司;江西建顧減隔震科技有限公司
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04H9/02;E04H9/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了結合碰撞阻尼的箱式調諧顆粒質量阻尼裝置，涉及阻尼減振技術領域。箱式調諧顆粒質量阻尼裝置,包括設置在外殼中的質量塊組件、彈簧和阻尼箱；所述質量塊組件至少包括顆粒質量塊；還包括碰撞阻尼支架,碰撞阻尼支架安裝于質量塊組件的振動行程上能夠對質量塊組件的振動進行水平限位，所述碰撞阻尼支架包括支架和粘彈性材料層，所述粘彈性材料層安裝在支架內側并在外殼中豎向設置以接收質量塊組件的碰撞。本發明利用顆粒阻尼器和調諧質量阻尼器的優點，并通過阻尼箱和碰撞阻尼支架作為阻尼系統，阻尼箱初始啟動力小，混合耗能機制加強了減振耗能效果，減振頻帶寬，結構緊湊，空間利用率高。

技術領域

本發明涉及阻尼減振技術領域，尤其涉及一種結合碰撞阻尼的箱式調諧顆粒質量阻尼裝置。

背景技術

對于通信塔結構，為了適應越來越多的設備種類和數量，風荷載的常規解決方式一方面是增加塔桅結構數量或加大單個塔主體結構外觀及鋼材用量，另一方面是設置各種結構減振措施。

結構減振控制措施按控制方式不同，可分為主動控制、半主動控制、被動控制及混合控制。主動控制需要通過傳感器監測參數計算出最優控制力，由作動器直接輸出至被控結構，但其技術復雜，造價昂貴，維護要求高。半主動控制去除了需要外部大功率供電的作動器，根據傳感器參數反饋，僅需微小電流的控制器對阻尼或剛度參數小范圍調整，使阻尼器參數處于最優狀態，但其仍然需要復雜的控制算法計算。混合控制是近年來發展的將主動與被動控制相結合的新型控制技術，可發揮被動控制與主動控制各自優點，但二者的協同與輔助控制組合方式尚不成熟。被動控制是當前發展較為成熟的結構減振技術，其主要通過合理的阻尼器參數設計與安裝位置分布，達到控制工程結構有害振動響應的目的。

被動控制中，調諧質量阻尼器(Tuned Mass Damper，簡稱TMD)是一種常用的減振裝置，是在高聳塔頂部或上部某位置上加上慣性質量，并配以彈簧和阻尼器與主體結構(高聳塔)相連。調諧質量阻尼器的振動頻率接近主結構的頻率，控制策略為應用子結構與主結構控制振型共振達到動力吸振的目的，應用阻尼結構不斷消耗主結構和子結構的能量來降低主結構的動力響應。TMD從部件組成上通常分為剛度系統、質量系統和阻尼系統三大部分，這幾部分通過不同組合方式可組成不同類型的阻尼裝置：剛度系統種類較多，質量系統可分為固體和液體兩大類，阻尼系統可分為桿式阻尼器、阻尼箱、電渦流阻尼器三大類。然而，現有TMD的減振頻帶窄，耗能能力有限，且往往需要占用較大空間以匹配質量系統的運動。

顆粒阻尼器技術是近年來應用于土木工程振動控制領域的新型阻尼器，其作為一種調諧質量、耗能減振控制技術，具有對原系統改動小、附加質量小、減振頻帶寬、多維控制能力好等優點。然而，顆粒阻尼器中，阻尼顆粒起振后發生的顆粒與顆粒間、顆粒與腔體間的碰撞多為彈性碰撞，碰撞耗散結構能量的能力有限。

因此，亟需提供一種能夠克服TMD減振頻帶過窄和顆粒阻尼器效果不穩定的、耗能能力強、空間利用率高的新型調諧顆粒阻尼器。

發明內容

本發明的目的在于：克服現有技術的不足，提供了一種結合碰撞阻尼的箱式調諧顆粒質量阻尼裝置。本發明利用顆粒阻尼器和調諧質量阻尼器的優點，并通過阻尼箱和碰撞阻尼支架作為阻尼系統，阻尼箱初始啟動力小，混合耗能機制加強了減震耗能效果，增大了減振頻帶，結構更為緊湊，空間利用率高。

為實現上述目標，本發明提供了如下技術方案：

一種結合碰撞阻尼的箱式調諧顆粒質量阻尼裝置，包括外殼，以及設置在外殼中的質量塊組件、彈簧和阻尼箱；

所述質量塊組件至少包括顆粒質量塊，所述顆粒質量塊包括由殼體形成的空腔，空腔內填充有顆粒群，通過顆粒群自身之間以及顆粒群與殼體之間的摩擦和/或碰撞消耗振動能量；質量塊組件通過滑輪作為下部支撐安裝在外殼中，使得質量塊組件能夠在平面內任意方向進行振動；所述彈簧水平設置在質量塊組件與外殼之間用于提供水平剛度；所述阻尼箱的一端連接在外殼上，另一端連接在質量塊組件上，在質量塊組件振動時阻尼箱產生阻尼力；