[发明专利]自供电质量阻尼复合结构的ATMD减振装置

说明书

本发明公开了一种自供电质量阻尼复合结构的ATMD减振装置，包括质量块，磁流变液阻尼单元，2个发电单元，滑动导轨；所述质量块的凹槽嵌于滑动导轨的中心凸台；所述质量块的滚轮轮缘中凹外凸，与滑动导轨的凸缘相配合，在辅助限位的同时使质量块沿导轨作往复运动；所述滑动导轨的一端设有第一挡板，另一端设有第二挡板；所述的2个发电单元的两端水平固定在第二挡板和质量块之上。本发明根据高塔设备振动频率的不同，压电晶片产生的电量也不一样，从而影响线圈产生的磁场强弱，最终直接导致磁流变液的阻尼大小，达到主动调节TMD振动频率至被控结构的自振频率区域内，达到有效的减振效果。

技术领域

本发明设计减振控制技术领域，具体涉及一种自供电质量阻尼复合结构的ATMD减振装置。

背景技术

石油化工行业存在大量高耸塔设备，由于高塔设备的自身结构特点使其具有高柔特点，对风载荷较为敏感。经分析，在实际受风载过程中，横风向的振动即风诱导振动往往比顺风向的震动大很多，导致塔体振动频繁，塔身结构以及底座链接部位由于长时间承受疲劳载荷，极易产生疲劳裂纹，给塔体的结构完整性带来隐患，如何解决高耸塔设备的减震问题一直备受关注。

与传统的结构设计方法相比，振动控制从仅仅依靠改变结构自身性能来抵抗环境荷载的方法，逐渐发展为由结构-抗风抗震振动控制系统主动地控制结构的动力反应。例如调谐质量阻尼器（TMD），存在启动滞后问题，一旦失调，其控制有效性将明显下降。

主动调谐质量阻尼器（ATMD）引入外部能量使ATMD质量块获得加速度，产生合适的惯性力，克服了TMD的减振问题，提高了TMD的有效性和鲁棒性。ATMD的减振效果虽优于被动TMD，但需要可靠的大功率外部能源供给，操作维护昂贵，在实际应用方面有不小的限制。质量块和阻尼占据了大量的工作空间，给工程实施上增加了难度，且装置本身受到了风载的影响。

随着科学技术的日新月异，一些新的减振材料、减振方法逐渐被应用到减振领域中来。目前，一些新的减振材料主要有压电智能材料、形状记忆合金、磁流变流体、电流变流体等；其中，压电陶瓷以其出力大、响应快、无电磁干扰、能耗低、良好的机电耦合特性、易于控制等优势而在航空航天、汽车发动机、微动平台等的隔振减振领域得到了广泛的研究与应用，但压电陶瓷在受振动时所产生的电能均未进行有效利用，造成能源的流失、浪费；磁流变液以其良好的屈服应力、宽广的工作温度范围、较强的塑性粘度和优良的稳定性，也已经在隔振减振领域得到一定的应用；但磁流变液在工作时需有电能，使磁流变液因供能问题而造成使用地域受限。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种自供电质量阻尼复合结构的ATMD减振装置。

本发明的技术方案为： 一种自供电质量阻尼复合结构的ATMD减振装置，包括质量块，磁流变液阻尼单元，2个发电单元，滑动导轨；所述质量块的凹槽嵌于滑动导轨的中心凸台，对质量块的运动起到一定限位的作用；所述质量块的滚轮轮缘中凹外凸，与滑动导轨的凸缘相配合，在辅助限位的同时使质量块沿导轨作往复运动；所述滑动导轨的一端设有第一挡板，另一端设有第二挡板；所述的2个发电单元的两端水平固定在第二挡板和质量块之上。

所述磁流变液阻尼单元置于质量块内部，质量块内部连接有一螺栓，内螺纹与下方通孔贯通；绕线板为一矩形块，由螺栓与质量块相连接，线圈缠绕在绕线板的凹槽内；绕线板中心有一通孔，与质量块内部通孔，以及正下方磁流变液腔体相连，作为磁流变液的引流通道用以灌注磁流变液；磁流变液腔体与滑动导轨接触部位均设置有弹性密封条。