[发明专利]一种自适应水平向电涡流调谐质量阻尼器

说明书

本发明涉及一种自适应水平向电涡流调谐质量阻尼器，包括底板、拉簧挡板、磁体、固定质量块、拉簧、调节质量块、铜板组件以及万向滚珠轴承，拉簧挡板固定在底板左右两侧，固定质量块位于两个拉簧挡板中间，拉簧两端分别与拉簧挡板及固定质量块连接，万向滚珠轴承均匀分布于底板上，且支撑固定质量块，铜板组件竖直立于底板前后两侧，磁体连接于固定质量块的前后两侧，且与铜板组件之间留有间隙，通过调节磁体与铜板组件的间隙，用以调节阻尼器的阻尼比；调节质量块连接在固定质量块上，用以调节阻尼器的振动频率。与现有技术相比，本发明具有阻尼及刚度可调、耗能能力强、性能稳定、操作简便、成本低廉等优点。

技术领域

本发明属于减隔振技术领域，尤其是涉及一种自适应水平向电涡流调谐质量阻尼器。

背景技术

调谐质量阻尼器应用于结构的概念源于1909年Frahm研究的动力吸振器，将其振动频率调整至主结构频率附近，当主结构因为动荷载而振动时，附加在主结构上的TMD的质量单元由于惯性而反向振动，给主结构施加与振动方向相反的力，加上阻尼单元的耗能作用，从而使主结构的振动明显衰减。调谐质量阻尼器已被证实对结构的风致振动有显著作用，目前被广泛应用于土木、机械等领域。

电涡流阻尼是利用电磁感应产生阻尼耗能的一种方式，由于其无流体介质参与，不存在密封泄露等问题，无接触不存在磨损等寿命问题，同时采用磁体和铜材相对运动切割磁感线产生电涡流，不需额外电源等供能问题，具有结构简单可靠、耐温耐候等优点。Larose等利用电涡流调谐质量阻尼器进行全桥气弹模型的减振试验，取得了良好的效果；陈政清开展了电涡流阻尼器技术在大型土木工程结构中的应用研究，解决了桥梁和输电塔等结构减振要求TMD疲劳寿命高，维护工作量少的振动难题。随着建筑材料、结构技术等方面的发展，大高宽比结构越来越多，因此对其在外荷载作用下的抗振性能提出更高的要求，故需开发一款抑振效率高、性能稳定、结构简单及成本低廉的阻尼器。

针对现有的水平向调谐质量阻尼器种类稀少，而且多采用质量块、压簧和导向轴支撑式承重，实际应用上存在一定的缺陷：(1)当水平向外荷载小于导向轴承重的摩擦力时，调谐质量阻尼器无法运动起作用，(2)当需要通过增加配重来调节阻尼器频率时，存在由于承重过大引起导向轴弯曲的风险，(3)当调谐质量阻尼器水平往复运动时，压簧存在向四周无规律弯曲现象。而且由于实际工程结构中主结构的参数往往存在误差，同时考虑到调谐质量阻尼器的窄带宽问题，所以这就要求了调谐质量阻尼器根据使用场合的不同，可以方便地调整其刚度和阻尼参数。因此，开发一种刚度和阻尼均可调整的调谐质量阻尼器非常重要。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种自适应水平向电涡流调谐质量阻尼器。

本发明自适应水平向电涡流调谐质量阻尼器具有阻尼及刚度可调、耗能能力强、性能稳定、操作简便、成本低廉等优点。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种自适应水平向电涡流调谐质量阻尼器，包括底板、拉簧挡板、磁体、固定质量块、拉簧、调节质量块、铜板组件以及万向滚珠轴承，所述拉簧挡板固定在底板左右两侧，所述固定质量块位于两个拉簧挡板中间，所述拉簧两端分别与拉簧挡板及固定质量块连接，所述万向滚珠轴承均匀分布于底板上，且支撑固定质量块，以减小摩擦力；所述铜板组件竖直立于底板前后两侧，所述磁体连接于固定质量块的前后两侧，且与铜板组件相平行，所述磁体与铜板组件之间留有间隙，通过调节磁体与铜板组件的间隙，用以调节阻尼器的阻尼比；所述调节质量块连接在固定质量块上，用以调节阻尼器的振动频率。

在本发明的一个实施方式中，所述拉簧挡板与固定质量块上分别设有拉簧调节环，所述拉簧两端分别与拉簧挡板及固定质量块上的拉簧调节环连接。