[發(fā)明專利]雙向剪切型慣質(zhì)阻尼器

有效

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• 申請日: 2021-02-08
• 公開（公告）號: CN112982705B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳林;孫浚杰;孫利民
• 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: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 吳林松

本發(fā)明提供了一種雙向剪切型慣質(zhì)阻尼器，包括:外殼，盛裝有粘性介質(zhì)；兩個轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)包括齒輪、慣質(zhì)盤和轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動設(shè)置于外殼內(nèi)，轉(zhuǎn)軸的一端延伸出到外殼外并與慣質(zhì)盤相連，齒輪套置于所述轉(zhuǎn)軸的外周，齒輪相對所述轉(zhuǎn)軸固定；防護(hù)罩及剪切架，防護(hù)罩罩設(shè)于外殼并用于連接振動結(jié)構(gòu)，剪切架固定設(shè)置于防護(hù)罩內(nèi)且與兩個齒輪嚙合，當(dāng)振動結(jié)構(gòu)對沿著和垂直于外殼軸線兩個方向的振動，沿著外殼軸線方向的振動將迫使剪切架做上下往復(fù)運(yùn)動，使粘性介質(zhì)發(fā)生剪切變形產(chǎn)生阻尼效果以抑制該軸線方向的振動，垂直于外殼軸線方向的振動使齒輪位置成為一個力學(xué)支點(diǎn)，所述剪切架繞該支點(diǎn)偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生彎矩抑制垂直于外殼軸線方向的振動。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于工程結(jié)構(gòu)振動控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種雙向剪切型慣質(zhì)阻尼器。

背景技術(shù)

高聳、大跨結(jié)構(gòu)及構(gòu)件在環(huán)境激勵下容易出現(xiàn)多種振動，危及安全和適用性。工程中，常采用被動結(jié)構(gòu)控制、主動結(jié)構(gòu)控制、混合結(jié)構(gòu)控制、半主動結(jié)構(gòu)控制方案抑制振動的幅值，以達(dá)到安全和適用性需求。其中，最常用的手段為被動結(jié)構(gòu)控制中的增加阻尼器，該方法主要通過提升結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的阻尼達(dá)到耗能減振的效果。

阻尼器種類繁多，傳統(tǒng)的阻尼器包括粘滯液體阻尼器、粘性剪切型阻尼器、電渦流阻尼器以及橡膠減振器等。對于粘性剪切型阻尼器這一種減振器件，能提供較大的阻尼力且具有經(jīng)濟(jì)耐久的優(yōu)點(diǎn)。但同時，傳統(tǒng)的粘性剪切型阻尼器有以下一些不足：第一，阻尼器本身具有一定的內(nèi)剛度，嚴(yán)重削弱了其阻尼效果；第二，傳統(tǒng)粘性剪切型阻尼器主要針對沿著阻尼器上下方向的振動，其對垂直于其上下方向的振動抑制效果差，而在工程實(shí)際中結(jié)構(gòu)常出現(xiàn)兩個方向的振動，并且，過大的振幅橫向振動還會引起剪切架與外殼的碰撞，因此，如何同時抑制沿著阻尼器軸線方向和垂直于阻尼器軸線方向的振動是一個挑戰(zhàn)；第三，現(xiàn)有剪切型慣質(zhì)阻尼器采用諸如螺旋桿傳動等精密機(jī)械構(gòu)造，其對沖擊、高油等惡劣環(huán)境適用性不強(qiáng)，而且需要鉸接安裝，同樣僅對沿著阻尼器軸線方向的振動具有控制作用。

隨著工程結(jié)構(gòu)逐漸高聳、大跨化的趨勢，其柔性易振、自身阻尼極低的特性更為突出，對振動控制的需求也愈發(fā)強(qiáng)烈。因此，傳統(tǒng)的粘性剪切型阻尼器亟待克服上述的缺點(diǎn)，提高阻尼減振效果。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，針對傳統(tǒng)粘性剪切型阻尼器的不足，本發(fā)明的目的在于提供了一種雙向剪切型慣質(zhì)阻尼器以實(shí)現(xiàn)了對沿著和垂直于阻尼器軸線兩個方向的振動的有效控制。

本發(fā)明的技術(shù)方案說明如下：

一種雙向剪切型慣質(zhì)阻尼器，包括:

外殼，盛裝有粘性介質(zhì)；

兩個轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)，相對且間隔設(shè)置于外殼上，所述轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)包括齒輪、慣質(zhì)盤和轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動設(shè)置于所述外殼內(nèi)，所述轉(zhuǎn)軸的一端延伸出到外殼外并與所述慣質(zhì)盤相連，所述齒輪套置于所述轉(zhuǎn)軸的外周，所述齒輪相對所述轉(zhuǎn)軸固定；

防護(hù)罩及剪切架，所述防護(hù)罩罩設(shè)于外殼并用于連接振動結(jié)構(gòu)，所述剪切架固定設(shè)置于所述防護(hù)罩內(nèi)且與兩個所述齒輪嚙合，當(dāng)振動結(jié)構(gòu)對沿著和垂直于外殼軸線兩個方向的振動，沿著外殼軸線方向的振動將迫使剪切架做上下往復(fù)運(yùn)動，使粘性介質(zhì)發(fā)生剪切變形產(chǎn)生阻尼效果以抑制該軸線方向的振動，垂直于外殼軸線方向的振動使齒輪位置成為一個力學(xué)支點(diǎn)，所述剪切架繞該支點(diǎn)偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生彎矩抑制垂直于外殼軸線方向的振動。

在其中一個實(shí)施例中，所述防護(hù)罩的頂端設(shè)有鉸耳以用于連接振動結(jié)構(gòu)。

在其中一個實(shí)施例中，所述鉸耳由兩個半圓形的套管通過螺栓連接形成圓筒。

在其中一個實(shí)施例中，各所述矩形槽靠近中軸線的內(nèi)側(cè)安裝有齒條，所述齒條與所述齒輪嚙合

在其中一個實(shí)施例中，所述剪切架與所述防護(hù)罩一體成型設(shè)計(jì)。

在其中一個實(shí)施例中，所述外殼為具有至少一個開口。