[發明專利]一種共質量多頻調諧質量阻尼裝置及其參數設計方法

有效

• 申請號: 202110679540.7
• 申請日: 2021-06-18
• 公開（公告）號: CN113374105B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 吳肖波;汪正興;王波;荊國強;王翔;馬長飛;李亞敏;嚴晗;尹琪;汪澤洋;肖龍;李力;戴青年;趙龍
• 申請（專利權）人: 中鐵大橋局集團有限公司;中鐵大橋科學研究院有限公司
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04H9/02;E01D19/00
• 代理公司: 武漢智權專利代理事務所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 何偉

1.一種共質量多頻調諧質量阻尼裝置，其特征在于，包括：

n個阻尼機構，n≥2，第i個阻尼機構包括：

-外框架；

-質量結構，其設于所述外框架內；

-彈性體組，其包括第一連接端和第二連接端，所述第一連接端與外框架的上部連接，所述第二連接端與所述質量結構連接；

-阻尼元件，其包括固定端和阻尼端，所述固定端與所述外框架的下部連接，所述阻尼端與所述質量結構連接；

其中，各個阻尼機構的彈性體組的剛度不同，第i個阻尼機構的第二連接端和阻尼端均與第i-1個阻尼機構的外框架連接，第i-1個阻尼機構設于第i個阻尼機構內，作為第i個阻尼機構的質量結構，第i個阻尼機構的第一連接端和固定端與第i個阻尼機構的外框架連接，第n個阻尼機構的外框架與待減振結構(10)連接，第1個質量結構為質量塊。

2.如權利要求1所述的共質量多頻調諧質量阻尼裝置，其特征在于，每個彈性體組包括至少一個剛度元件，各個彈性體組的剛度元件的尺寸和數量不同。

3.如權利要求2所述的共質量多頻調諧質量阻尼裝置，其特征在于，所述剛度元件為鋼絞線、彈簧鋼片、彈簧鋼絲、鋼絲繩或彈簧。

4.如權利要求1所述的共質量多頻調諧質量阻尼裝置，其特征在于，所述阻尼元件為電渦流阻尼器、液氣耦合阻尼器、橡膠阻尼器、粘滯阻尼器或線股間摩擦自帶阻尼的鋼絞線。

5.如權利要求1所述的共質量多頻調諧質量阻尼裝置，其特征在于，所述阻尼元件水平或者豎直設置。

6.一種共質量多頻調諧質量阻尼裝置的參數設計方法，其特征在于，用于設計如權利要求2所述共質量多頻調諧質量阻尼裝置的參數，包括以下步驟：

根據待減振結構(10)的振動頻率和優化控制參數，確定阻尼裝置的控制頻率和控制質量；

根據控制頻率和控制質量，確定各個阻尼機構的彈性體組和質量結構的參數；

根據公式M_i＝M_i-1+m_{i-1彈性體組}+m_i-1外框架，確定第i個阻尼機構的質量結構的質量M_i，其中，M_i-1為第i-1個阻尼機構的質量結構的質量，m_{i-1彈性體組}為第i-1個彈性體組的質量結構的質量，m_i-1外框架為第i-1個阻尼機構的外框架的質量，當i＝1時，M₁為質量塊的質量；

當所述剛度元件采用鋼絞線、彈簧鋼片或彈簧鋼絲時，根據公式確定第i個阻尼機構的鋼絞線、彈簧鋼片或彈簧鋼絲的長度l_i、數量n_i和慣性矩I_i，其中，f_i為第i個控制頻率，E為彈性模量；當采用鋼絞線時，m為鋼絞線的鋼絲股數，D_i為單根鋼絲的直徑；當采用彈簧鋼片時，b_i為彈簧鋼片的寬度，h_i為彈簧鋼片的厚度；當采用彈簧鋼絲時，d_i為彈簧鋼絲的直徑；

當所述剛度元件采用鋼絲繩時，根據公式確定第i個阻尼機構的鋼絲繩的長度l_i，g為重力加速度；

當所述剛度元件采用彈簧時，根據公式確定第i個阻尼機構的彈簧剛度K_i，其中，G為彈簧材料的切變模量，d_i為彈簧絲直徑，D_i為彈簧直徑，N_i為彈簧有效圈數。