[發明專利]內碰振型多質量阻尼器

在審

• 申請號: 202110102297.2
• 申請日: 2021-01-26
• 公開（公告）號: CN112796432A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 王菁菁;劉志彬
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04H9/02;F16F7/116
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 胡輝

本發明公開了一種內碰振型多質量阻尼器，其中的第一質量塊通過一號彈性元件與安裝板連接，起到對全部附加質量塊的運動限位的作用，能夠防止附加質量塊脫離導軌的情況發生；再者，該阻尼器具有兩種耗能機制，其一為相鄰的附加質量塊之間發生碰撞后實現的碰撞耗能，其二為各附加質量塊在導軌上運動過程中實現的運動耗能，二者的疊加極大提高了整體的減振效率；同時，由于碰撞發生在相鄰的附加質量塊之間，不會對安裝其的主體結構產生碰撞瞬間的巨大作用力，能夠有效避免主體結構被局部破壞的情況發生。

技術領域

本發明涉及結構控制裝置領域，特別涉及一種內碰振型多質量阻尼器。

背景技術

現有技術中常見的質量阻尼器有以下幾種：調諧質量阻尼器(TMD)、非線性能量阱(NES)及碰振型質量阻尼器。

其中，調諧質量阻尼器中的彈簧部件是線性彈簧，線性彈簧的剛度不會隨自身的伸縮變化。因此，當調諧質量阻尼器的附加質量和彈簧剛度確定后，調諧質量阻尼器只有一個不變的自振頻率。當主體結構自振頻率發生變化時，調諧質量阻尼器與主體結構不再調諧，兩者之間無法形成有效的共振機制，調諧質量阻尼器的減振性能將大大退化，即調諧質量阻尼器對主體結構動力特性敏感。

而對于非線性能量阱，其剛度隨位移而變化，具有連續變化的自振頻率，因此可與眾多頻率發生共振。然而，當結構受到的荷載很小(很大)時，NES位移很小(很大)，其對應剛度也很小(很大)，即輸入能量較小(較大)時NES的自振頻率較小(較大)。兩種情況下，NES的自振頻率與主體結構的自振頻率相差大，難以形成有效的共振機制，減振能力退化，即非線性能量阱對輸入能量大小敏感。

對于調諧質量阻尼器和非線性能量阱的敏感問題，碰振型質量阻尼器在質量阻尼器的基礎上增加了碰撞耗能機制，能量可通過碰撞快速耗散，在同等質量的情況下，減振效率大幅提高。但是，碰振型質量阻尼器的碰撞發生在附加質量和主體結構之間，碰撞發生瞬間將產生巨大的加速度和作用力，容易造成構件受力過大而發生局部破壞，并加劇使用者的人體感官和心理恐慌。

發明內容

本發明的目的在于至少解決現有技術中存在的技術問題之一，提供一種減振效率高的內碰振型多質量阻尼器，能夠大幅度減小應用其的建筑結構、機械、設備等主體結構的振動響應。

根據本發明實施例的內碰振型多質量阻尼器，包括安裝板、導軌及至少三個附加質量塊，其中，導軌固定在所述安裝板上，各所述附加質量塊均滑動安裝在所述導軌上，以位于兩端的所述附加質量塊為第一質量塊，各所述第一質量塊分別通過一號彈性元件與所述安裝板相連。

根據本發明實施例的內碰振型多質量阻尼器，至少具有如下有益效果：此內碰振型多質量阻尼器，其中的第一質量塊通過一號彈性元件與安裝板連接，起到對全部附加質量塊的運動限位的作用，能夠防止附加質量塊脫離導軌的情況發生；再者，該阻尼器具有兩種耗能機制，其一為相鄰的附加質量塊之間發生碰撞后實現的碰撞耗能，其二為各附加質量塊在導軌上運動過程中實現的運動耗能，二者的疊加極大提高了整體的減振效率；同時，由于碰撞發生在相鄰的附加質量塊之間，不會對安裝其的主體結構產生碰撞瞬間的巨大作用力，能夠有效避免主體結構被局部破壞的情況發生。

根據本發明的一些實施例，各所述附加質量塊朝向鄰接所述附加質量塊的側面為碰撞面，所述碰撞面上覆蓋有變形層。

根據本發明的一些實施例，所述變形層的材質為剛性材料或者彈性材料或者粘滯材料。

根據本發明的一些實施例，所述安裝板上設有固定裝置，各所述一號彈性元件的一端連接所述第一質量塊且另一端連接至所述固定裝置。

根據本發明的一些實施例，所述固定裝置包括分別設置在所述導軌兩側的立件，兩側的所述立件和各所述第一質量塊之間分別連接有所述一號彈性元件。

根據本發明的一些實施例，以位于中間的所述附加質量塊為第二質量塊，各所述第二質量塊與兩側的所述立件通過二號彈性元件相連。