[发明专利]一种实现结构减振的摆式电涡流调谐质量阻尼器及方法

说明书

本发明公开了一种实现结构减振的摆式电涡流调谐质量阻尼器及方法，涉及结构减振技术领域。该阻尼器主体的顶板底部固定有两个轴承，两个轴承的内圈通过一水平设置的转轴连接；转轴的下方竖直设置有摆杆，摆杆的顶部与转轴连接，底部焊接有质量块，质量块朝向前板、后板的两侧面均嵌有多个永磁铁，前板、后板与质量块对应之处均设置有涡流板；摆杆的左、右两侧均设置有可沿摆杆上下移动的弹簧，通过调整弹簧与转轴的间距，使得阻尼器的频率可实现无级调节。本发明的阻尼器不但质量块运动状态稳定、耗能方式可靠，而且频率调节范围大，可适应中高自振频率。

技术领域

本发明涉及结构减振技术领域，具体来讲是一种实现结构减振的摆式电涡流调谐质量阻尼器及方法。

背景技术

随着现代建筑技术的快速发展，新建大楼的高度和桥梁的跨度越来越大。新结构、新材料的应用导致建筑的长细比增大、自身阻尼减小，进而使得结构稳定性差。特别是高耸、细长的建筑结构在地震、风和行车等外界荷载激励下极易发生振动，从而导致结构的破坏或疲劳损伤，进而影响结构使用安全性和使用寿命。而调谐质量阻尼器(Tuned MassDamper-TMD)由于能有效控制结构固定频率的振动，因此得到了广泛的应用。

调谐质量阻尼器(TMD)一般是由弹簧、阻尼器和质量块组成，其减振机理是：将TMD的振动频率调整到主结构频率附近，通过调整阻尼至优化的参数值，使主结构的振动能量最大限度地向TMD转移并由其耗散，从而达到降低主结构振动的目的。

调谐质量阻尼器作为振动控制的主要装置，要求其具有良好的稳定性和耐久性，同时要有精确、连续的参数调节功能。但是，现有的调谐质量阻尼器由于存在各种缺陷，均不能很好的满足上述要求。

例如，专利号为ZL200610057990.8的“悬吊式调谐质量阻尼器减振控制装置”专利，公开了一种刚性杆悬吊式多向水平振动、摩擦耗能的调谐质量阻尼装置，能通过摩擦耗能，在一定程度上实现振动控制的目的，且刚性吊杆的设计增加了质量块振动的稳定性。但该阻尼器的缺点在于：使用摩擦片接触式耗能，对阻尼器稳定性和耐久性不利，并且该阻尼器将拉簧置于质量块底部的刚性杆上，通过微调弹簧作用点的位置来调节阻尼器频率，使得可调范围较小，无法实现精确、连续的参数调节功能。

又例如，公告号为CN103132628B的“摆式电涡流调谐质量阻尼装置”专利，公开了一种柔性吊索多向水平振动、电涡流耗能的调谐质量阻尼装置，能通过安装在质量块底部的电涡流阻尼产生装置，实现振动控制的目的，且非接触式耗能提高了阻尼器的稳定性和耐久性。但该阻尼器的缺点在于：由于采用柔性吊索带动质量块的运动，使得对质量块的动态稳定性难以控制，无法达到阻尼器稳定性和耐久性要求；除此之外，该阻尼器通过调节吊索长度的方式调节质量块振动频率，使得其频率可调范围极小，仅适用于较低的阻尼器自振频率，应用范围不大。

因此，如何解决现有技术中质量块运动状态不稳定、耗能方式不可靠、频率调节范围小等问题，是调谐质量阻尼器研究中亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种实现结构减振的摆式电涡流调谐质量阻尼器及方法，不但质量块运动状态稳定、耗能方式可靠，而且频率调节范围大，可适应中高自振频率。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：提供一种实现结构减振的摆式电涡流调谐质量阻尼器，包括阻尼器主体，阻尼器主体包括长方体结构的支架，支架包括前板、后板、顶板和底板；其中，所述顶板的底部固定有两个与前板、后板平行的轴承，两个轴承的内圈通过一水平设置的转轴连接；转轴的下方竖直设置有摆杆，摆杆的顶部与转轴连接，底部焊接有质量块，质量块朝向前板、后板的两侧面均嵌有多个永磁铁，前板、后板与质量块对应之处均设置有涡流板；