[发明专利]一种带有非线性刚度和吸能调节的超低频隔振装置

说明书

本发明属于设备仪器隔振领域，具体公开了一种带有非线性刚度和吸能调节的超低频隔振装置，包括承台、支撑台、阻尼元件组件、弹簧和附加质量组件；所述承台底部具有凸形支撑；所述支撑台中间开有轨道，轨道上有限位块，支撑台长度小于承台边长，以支承在静态时的上部承台；所述粘滞阻尼器两端铰接，且两两对交于一端，互成角度；所述弹簧包裹在粘滞阻尼器外部；所述附加质量组件由附加质量块和曲面轨道构成。本发明提供的超低频隔振装置，具有良好的隔振效果，通过附加质量组件和弹簧吸振，附加阻尼迅速消耗能量并复位，弹簧提供的强非线性刚度可以实现超低频的隔振，具有很好的可行性和实用性。

技术领域

本发明涉及设备仪器隔振领域，具体为一种带有非线性刚度和吸能调节的超低频隔振装置。

背景技术

一直以来，地震都是影响生命和财产安全的巨大威胁，尤其，当精密仪器受到破坏时，损伤往往超过建筑物本身的价值。当地震发生时，地震波从地面传递给建筑，再通过建筑各层楼面传递到设备上。楼地面传递的地震加速度将设备仪器因产生晃动、滑移、扭转、碰撞等而出现损坏。当设备仪器重心超过其倾覆临界状态时，设备还可能发生整体性倾覆。传统的设备抗震通常采用固定连接装置固定设备，利用机械咬合的方式连接，使设备本身具有一定抗震能力来达到抗震目的。该方法虽然能在一定程度上减小地震作用对设备的破坏，但存在一定的问题，如影响设备使用、破坏设备的完整性、地震发生时，由于墙体、楼板晃动甚至产生较大的位移,引起设备的移动、摇晃、倾覆。

为降低地震带来的损失和破坏，目前已发展出各种隔振减振技术。所谓“隔”，即将设备和楼面隔离开，利用装置本身的阻尼特性和延长周期的特性，进行能量的耗散和自振周期的延长，避免上部结构共振发生破坏。现在设备隔振方法主要有：隔振支座、滚珠式隔振装置、滚轮式隔振装置、摩擦摆等。

调谐质量阻尼器(TMD)，将其自振频率调谐到设备的基频附近，以此来吸收主体结构的振动能量，进而通过阻尼单元将振动能量消耗。TMD的本质使通过合适的弹簧刚度和一定的附加质量，利用振动能量的重新分配来抑制设备的振动。在土木工程领域，建筑结构特性的不确定性和外部激励的不确定性是十分常见的，TMD对主体设备特性、外界激励特性的变化敏感，一旦其自振频率偏离主体结构的基频，或者外激励的频带超过其减振频带,就会产生失调效应，导致减振效果下降，严重时反而会加剧设备的振动响应。因此，有必要开发一种隔振效果好，适用于各种设备仪器和外界激励的隔振装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带有非线性刚度和吸能调节的超低频隔振装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种带有非线性刚度和吸能调节的超低频隔振装置，包括承台、支撑台、阻尼元件、弹簧与附加质量组件，承台底部具有支撑组件，支撑组件用于支撑上部设备，支撑组件包括凸形支撑、支撑台；所述支撑台截面呈圆形状且其固定在承台底端，支撑台内侧中部连接有凸形支撑，支撑台上开设有轨道，轨道上设有多个限位块与滑块；所述阻尼元件设有多组且其沿凸形支撑外侧四周分布，每组阻尼元件均包括两个粘滞阻尼器、铰接件与弹簧，粘滞阻尼器外侧包覆有弹簧。

优选的，两所述粘滞阻尼器前端交于连接块且呈一定角度，两所述粘滞阻尼器后端通过铰接件连接滑块。

优选的，附加质量组件装设于承台上部，附加质量组件包括附加质量块和曲面轨道。

优选的，曲面轨道固装于承台上部，附加质量块设于曲面轨道上并可沿曲面轨道内侧滚动。

优选的，支撑台直径小于承台边长，以支承在静态时的上部承台。

优选的，弹簧两侧铰接，弹簧之间角度可变，且在受到外部激励时单向移动，经历正刚度，准零刚度，负刚度阶段，具有强非线性刚度特性。

优选的，凸形支撑与弹簧阻尼器系统脱开非固接状态，在受激励运动时为单向接触。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：