[发明专利]一种多维电涡流调谐质量阻尼器

说明书

本发明公开了一种多维电涡流调谐质量阻尼器，属于结构振动控制技术领域。多维电涡流调谐质量阻尼器的主体由两个空心圆柱体构成，内空心圆柱体位于外空心圆柱体内部，二者相对的上下壁设有滚珠凹槽a，滚珠凹槽内安装有滚珠a，内空心圆柱体通过滚珠a在外空心圆柱体内部转动；内空心圆柱体上设有内盖板，外空心圆柱体上设有外盖板，形成相对封闭的箱体结构；内空心圆柱体内设置正交双向的质量单元、刚度单元和电涡流阻尼单元，内空心圆柱体和外空心圆柱体之间设置扭转刚度单元和电涡流阻尼单元。本发明的多维电涡流调谐质量阻尼器，不仅可以方便的调节质量、刚度和阻尼参数，而且外形规整美观，构造简单，与主结构连接非常简便。

技术领域

本发明属于结构振动控制技术领域，尤其涉及一种多维电涡流调谐质量阻尼器。

背景技术

随着国家的发展，高层建筑、高耸结构、大跨结构等结构的重要性与日俱增。在强风、地震等动力荷载作用下，这些结构会产生比较大的振动，影响到结构的正常使用及安全。结构振动控制是通过在结构中设置减振或隔振装置来消耗或隔离外部激励对结构的作用。目前针对振动控制装置的研发多集中于被动控制装置，这些装置具有构造简单，无需人工干预等优点，其中，调谐质量阻尼器(TMD)是一类应用广泛的被动控制装置。

传统的TMD仅能有效地控制结构某一方向的振动，但在各种荷载激励下，结构会不可避免地在多个方向发生振动，因此多维减振就成为国内外急于解决的一个技术难题。为确保阻尼器对结构振动控制的可靠性，通常需要在结构两主轴方向同时设置阻尼器，从而大大增加了结构振动控制的成本。因此，考虑到结构振动的复杂性，传统的TMD无法很好的满足工程振动控制的需求。

电涡流阻尼技术是基于电磁感应定律把物体运动的机械能转化为导体板中的电能，然后通过导体板的热阻效应将电能转化为热能来耗散系统的振动能量。导体板在磁场中运动产生涡电流后，涡电流会与原磁场相互作用，产生阻碍导体板与磁场相对运动的阻尼力，同时导体板内产生的涡电流以热能的形式不断地耗散到周围的环境中。电涡流阻尼技术采用非接触式耗能的方式，具有耐久性好、寿命长、阻尼易调节等优点，得到广泛应用。

针对以往单维减振装置的不足，本发明将电涡流阻尼技术和其他被动减振技术相结合，提供了一种多维电涡流调谐质量阻尼器。该装置具有模块化生产，安装便捷，维修方便，使用简单等特点，市场前景十分广阔。

发明内容

本发明将电涡流阻尼技术和其他被动减振技术相结合，提供了一种多维电涡流调谐质量阻尼器。通过设置正交双向质量-刚度-阻尼单元和扭转刚度-阻尼单元，实现对结构水平方向和扭转方向的振动控制。

本发明的技术方案：

一种多维电涡流调谐质量阻尼器，包括空心圆柱体、盖板、滚珠、铜环2、连接板4、永磁体5、质量块8、限位角钢9、铜板10、竖杆11、水平杆12、拉压弹簧13和扭转弹簧15；

多维电涡流调谐质量阻尼器的主体由两个空心圆柱体构成，内空心圆柱体3位于外空心圆柱体1内部，二者相对的上下壁设有滚珠凹槽a19，滚珠凹槽a19内安装有滚珠a6，内空心圆柱体3通过滚珠a6在外空心圆柱体1内部转动；内空心圆柱体3上设有内盖板18，外空心圆柱体1上设有外盖板17，形成相对封闭的箱体结构；

内空心圆柱体3内设置正交双向的质量单元、刚度单元和电涡流阻尼单元，内空心圆柱体3和外空心圆柱体1之间设置扭转刚度单元和电涡流阻尼单元；

正交双向的质量单元主要由连接板4和质量块8组成，两块连接板4水平、相互垂直呈十字状，在其端部均固接质量块8；质量块8与内空心圆柱体3相对的上下内壁上设有滚珠凹槽b7，滚珠凹槽b7内安装有滚珠b14，质量块8通过滚珠b14在内空心圆柱体3内滑动，沿质量块8运动方向两端设置限位角钢9，以避免相邻质量块8发生碰撞；