一种LCD吸振器装置的制作方法

本实用新型涉及一种建筑结构研究实验装置，尤其涉及一种LCD吸振器装置。

背景技术：

随着工程技术和材料科学的发展，高层大楼、高耸塔架结构越来越向轻型化、柔性化发展。这类柔性结构因为固有频率较低，受风荷载影响较大，在风荷载作用下，横向位移和结构内力较大，极易引起破坏。现有技术有以下几种：

目前的LCD装置主要依靠U型管里的液体振荡耗散能量，传递函数为单峰函数，减振频域窄；

有些改进的MLCD装置主要是通过增加附属装置来改变系统阻尼，并不改变LCD系统的频率，减振频域不变；

通过简单的增加阻尼的方法改进LCD尽管提高能量耗散能力，但减振效果并不能明显改善。

技术实现要素：

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种LCD吸振器装置。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

本实用新型包括U型管、弹簧、金属球和沾滞阻尼器，所述弹簧的一端与所述U型管的内壁固定，所述弹簧的另一端与所述金属球连接，所述金属球的另一端与所述沾滞阻尼器的一端连接，所述沾滞阻尼器的另一端与所述U型管内的另一端内壁固定，所述U型管内灌装液体。

进一步，所述弹簧、金属球和沾滞阻尼器均位于所述U型管内的中部；所述液体为水。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型是一种LCD吸振器装置，与现有技术相比，本实用新型用于高耸结构的减震，保护高楼或高塔在风振和地震中不受破坏。主要在U型管内增加一个弹簧质量系统，当固定于结构上随结构横向振动时，LCD内的液体耗散能量，起减振作用，弹簧质量系统起吸振作用。其优点(1)振动的弹簧振子与液体相互摩擦，增加系统的能量耗散能力；(2)设计弹簧质量系统的固有频率与LCD的频率，使得被保护结构的传递函数成三波峰函数，增加了减振频率范围；(3)大幅提高吸振减振能力，减小被保护结构的振动；(4)制造简单，造价便宜。

附图说明

图1是本实用新型的正视图；

图2是本实用新型的俯视图；

图3是本实用新型的工作原理应用图。

图中：1-U型管、2-弹簧、3-金属球、4-沾滞阻尼器、5-液体、6-震动机构。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1、图2和图3所示：本实用新型包括U型管、弹簧、金属球和沾滞阻尼器，所述弹簧的一端与所述U型管的内壁固定，所述弹簧的另一端与所述金属球连接，所述金属球的另一端与所述沾滞阻尼器的一端连接，所述沾滞阻尼器的另一端与所述U型管内的另一端内壁固定，所述U型管内灌装液体。

进一步，所述弹簧、金属球和沾滞阻尼器均位于所述U型管内的中部；所述液体为水。

本实用新型计算方法包括以下步骤：

运动方程为

式中m_s为结构体的质量，ρ为U型管内液体的密度，A为U型管横截面面积，h为系统静止时液体高度，b为U形管的水平部分长度，c_s为结构的阻尼，k_s为结构的刚度，k_b为与小球相连弹簧的刚度，x_s为结构的振动位移，x_b为小球的振动位移，y为液面振动高度，F_s为作用在结构上的外力，c_t为液体与U形管摩擦的耗散阻尼系数，c_b为与小球相连的粘滞阻尼器的阻尼系数，d_eq为小球与液体摩擦的耗散阻尼系数，g为重力加速度；

若对方程(1)-(3)中各物理参数进行如下无量纲化

c_t＝2ρA(2h+b)ξ_lω_l,d_eq＝2ξ_dω_bm_b,c_b＝2ξ_bω_bm_b (4)

则方程(1)-(3)可重写为

则安装有本设计MLCD的结构响应幅值与未安装的结构响应幅值比

在实际应用设计中通过增减液体调节β₁，通过设计小球的质量m_b以及与小球相连弹簧的刚度k_b调节β₂和λ，可根据(8)式求出最佳设计。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。