[发明专利]一种可调频式阻尼智能管控动力吸振器

说明书

一种可调频式阻尼智能管控动力吸振器，包括上承板（2）、导向轴（1）、质量块（6）、压缩弹簧（8）、动力吸振器阻尼管控装置、动力吸振器刚度调节装置、导轨台（10a）、导轨槽（10b）、下台座（7）。所述动力吸振器阻尼的管控装置包括位移传感器（14）、阻尼管控控制器、第一铁芯（11b）、第一线圈（11a）、第二铁芯（12b）和第二线圈（12a）。本发明提供了一种能够更精确更智能调频的动力吸振器，在识别主结构系统的固有频率之后，通过对吸振器的弹簧刚度、阻尼的精确调节，使动力吸振器达到较好的减振效果。

技术领域

本发明涉及一种可调频式阻尼智能管控动力吸振器，属设备减振技术领域。

背景技术

动力吸振器自从Frahm发明以来，引起了众多学者和研究人员的关注，在土木建筑领域被广泛用于控制结构的低频振动；比如铁路行车荷载作用下桥梁的振动，行人荷载作用下人行桥的共振，大高宽比结构在风荷载作用下的振动。理论与实践也证明，动力吸振器对具有卓越频率的振动有良好的抑制效果。尤其在桥梁减振领域，桥梁的跨度越来越大，因此对桥梁的振动控制也提出了更高的要求。

对于控制结构单项振动的情况，只需安装振动方向与结构振动方向一致的单向振动动力吸振器。

传统的动力吸振器主要包括质量块，质量块导向系统、阻尼单元，弹簧系统和支座系统；不过弹簧刚度、阻尼值均为固定的，非调节型的。

传统的动力吸振器结构简单，造价低，但是其自身参数一经设计不可改变，固有频率不可调节，有效减振的频带较窄。研究人员提出了众多类型的自适应的动力吸振器，如变刚度动力吸振器、变质量动力吸振器、变阻尼动力吸振器等类型，但是却存在调谐精度不高的问题，往往局限在一个范围内的调节。并且现采用的阻尼器中采用液压活塞油缸，结构复杂而且存在机械磨耗，影响装置的耐久性及使用寿命。

发明内容

本发明的目的是，针对传统动力吸振器存在的问题，旨在提供一种能够更精确更智能调频的动力吸振器，在识别主结构系统的固有频率之后，通过对吸振器的弹簧刚度、阻尼的精确调节，使动力吸振器达到较好的减振效果。

实现本发明的技术方案如下，一种可调频式阻尼智能管控动力吸振器，包括吸振器，所述动力吸振器还包括动力吸振器刚度调节装置、动力吸振器阻尼的管控装置；所述动力吸振器刚度调节装置用于调节吸振器的刚度；所述动力吸振器阻尼的管控装置用于阻尼的精确调节。

所述动力吸振器刚度调节装置包括第一油泵、第二油泵、液位传感器、第一油槽、第二油槽、第一油阀、第二油阀、油泵控制器、油杆、升降器、第一油管和第二油管。

在识别出主结构的固有振动频率后，根据最优弹簧刚度计算弹簧有效长度，通过调节上承板的升降调节弹簧的有效长度来实现弹簧刚度的调节；具体调节方法如下：

(1)刚度调小过程，即油杆上升过程，第一油阀和第二油阀b均打开，油泵控制器使第一油泵转动，液压油通过第一管路15a进入升降器，液位传感器21监测泵送油量的多少，根据第一油槽内22a油量与升降器16内油量总量一定的原理，监测第一油槽内剩余油量，推算升降器内油量，计算油杆上升高度，进而精确调节上承板的上升高度，弹簧的有效长度增长量，第一油槽22a内液面下降至计算位置后第一油泵停止工作，第一油阀关闭；

(2)刚度调大过程，即油杆下降过程，油阀均打开，油泵控制器使第二油泵20b转动，液压油从第二油槽22b通过第二管路15b进入升降器内推动油杆下降，等第二油槽22a的液面高度升至设计高度，油泵控制器控制第二油泵停止工作，第二油阀关闭，弹簧的有效长度减少。

所述最优弹簧刚度计算公式如下：

式中：μ为质量比；m为质量快的质量，m＝μM；M为主结构的质量；K为主结构刚度；Z为主结构的阻尼；ζ为主结构阻尼比。