[发明专利]串并联调谐惯质阻尼器

说明书

本发明提供了一种串并联调谐惯质阻尼器，包括：壳本体、剪切旋转件和螺旋杆，所述壳本体具有腔体，所述腔体的底部设有内支撑套，所述壳本体的内壁与所述内支撑套的之间形成容置空间以装盛粘性介质；剪切旋转件可转动设置于腔体内且位于内支撑套的上方，剪切旋转件上设有旋转切片以剪切粘性介质产生阻尼效果，螺旋杆穿设于所述壳本体并延伸至套筒内，并与剪切旋转件螺旋传动以将螺旋杆的轴向运动转换为剪切旋转件的旋转运动，粘性介质由于自身的粘滞特性，对旋转切片产生一个分布于整个圆周的拖拽力，从而对旋转轴形成了一个很大的扭矩，这个扭矩经过剪切旋转件又转变成一个很大的阻碍螺旋杆轴向运动的阻尼力，从而作用到工程结构上。

技术领域

本发明属于工程结构振动控制技术领域，尤其涉及一种串并联调谐惯质阻尼器。

背景技术

结构振动控制是一个应用广泛、多学科交叉的理论与工程问题，具体是指采用某种措施，使结构的动力响应满足某一阈值，即满足工程上的要求。其类型繁多、控制目标各异、实现手段多样，目前，国内外对这一问题十分重视，科研、工程人员对这类问题已经进行了大量研究、试验以及工程应用。

从控制过程对外部能量需求的角度，结构振动控制可分为：被动结构控制、主动结构控制、混合结构控制、半主动结构控制。除被动控制外，其他三种控制方式中的控制力全部或部分地根据反馈信号按照某种事先设计的控制规律实时产生，但由于信号传输等的延迟，会产生误差的累积，并且，其依赖于外部能源，故而闭环稳定性较差。因此，对于不经反馈产生控制力的被动控制，因为其成本低、不消耗外部能量、不影响结构稳定性等优点，在现阶段的结构振动控制中广泛应用。

被动控制中，阻尼器是典型的减振器件，起到主要的耗能作用，对索不同机理和模态的振动均有阻尼抑制效果。传统的阻尼器包括粘滞液体阻尼器、粘性剪切阻尼器、电涡流阻尼器以及橡胶减振器等。同时，在工程应用中也发现了许多不足，比如，粘滞液体阻尼器效率低下，并且存在漏油的问题；电涡流阻尼器同体量情况下阻尼效果偏低等。对于粘性剪切阻尼器，能提供较高的阻尼系数，不失为一种优良的减振器件。但同时，传统的粘性剪切阻尼器有以下一些不足：第一，阻尼器本身具有一定的内刚度，削弱了其阻尼效果；第二，由于安装精度的误差、结构运营阶段动荷载的作用等原因，可能导致阻尼器内部切片的相互碰撞，大大缩短了使用寿命，甚至直接使得器件失效；第三，阻尼力不对称问题，传统粘性剪切阻尼器的切片与粘性介质间做竖向的剪切运动，当剪切板受压时浸入粘性介质，剪切面积增大，而受拉时则导致面积减小，故而导致了传统粘性剪切阻尼器在拉压状态下力学性能的不对称性，这一现象在位移幅值较大时最为显著。

随着工程结构逐渐高耸、大跨化的趋势，其柔性特征更为突出，对多模态、宽频段振动控制的需求也愈发强烈，因此，针对传统的粘性剪切型阻尼器，改进上述的缺点，提高其减振效果，亟待解决。本发明的阻尼器克服了一部分阻尼器自身刚度对减振效果的削弱作用；解决了传统粘性剪切阻尼器切片碰撞问题；同时克服了传统粘性剪切阻尼器阻尼力不对称的问题。本发明特别适用于针对多模态、宽频段振动控制的大跨柔性结构。

发明内容

基于此，针对传统粘性剪切阻尼器的不足，本发明的目的在于提供了一种串并联调谐惯质阻尼器。

本发明的技术方案如下：

一种串并联调谐惯质阻尼器，包括：

串联惯质件，包括壳本体和内支撑套，所述壳本体具有装盛粘性介质的腔体，所述内支撑套设置于所述腔体的底部；

剪切旋转件，所述剪切旋转件可转动设置于所述内支撑套上，且与所述腔体的顶部可转动连接，所述剪切旋转件用于剪切腔体内的粘性介质产生阻尼效果；

运动转换组件，包括螺旋杆、第一铰耳和第二铰耳，所述第一铰耳固设于所述螺旋杆的一端，所述第二铰耳可转动设置于所述壳本体的底部，所述螺旋杆远离所述第一铰耳的一端穿设于壳本体并与所述剪切旋转件配合以将螺旋杆的轴向运动转换为剪切旋转件的旋转运动，且端部延伸至所述内支撑套内。