水平双向粘弹性碰撞调谐质量阻尼器装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及水平双向粘弹性碰撞调谐质量阻尼器装置。包括中空圆形外筒、设于中空圆形外筒上方的上盖板及设于中空圆形外筒下方的下盖板，上盖板下端面中间部位设有一万向铰，下盖板上端面的中间部位设有一圆形粘弹性限位装置，还包括第一、第二圆柱形质量块，第一圆柱形质量块上端圆心部位通过一第一刚性杆与万向铰铰接，第一圆柱形质量块下端圆心部位通过一第二刚性杆与第二圆柱形质量块上端圆心部位连接，第二圆柱形质量块下部位于所述圆形粘弹性限位装置内，第一圆柱形质量块还通过若干弹簧与中空圆形外筒的内壁连接。本实用新型构造简单、容易实现，且改善了TMD装置的减振效果对频率十分敏感和对不同激励的适应性差的缺陷。
【专利说明】
水平双向粘弹性碰撞调谐质量阻尼器装置
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及一种水平双向粘弹性碰撞调谐质量阻尼器装置。
【背景技术】
[0002]调谐质量阻尼器(TMD)作为常见的被动控制中的一种，如今，用TMD装置在土木工程的高耸结构抗风、人行天桥振动控制中已有较为成熟和广泛的应用。但是，TMD装置有着不可调性和自适应性差的固有缺陷，TMD装置的减振效果对频率十分敏感和对不同激励的适应性差。鉴于现有技术的不足，本发明基于碰撞过程将引起大量的能量消耗这一现象，在粘弹性P-TMD阻尼器中将在传统TMD装置中引入粘弹性限位装置，利用碰撞以实现进一步的耗能。
[0003]通过对装置的合理参数设计将可以实现装置在不同激励下不同程度的碰撞及不同耗能模式的被动转换，并由此赋予该阻尼器对不同外部激励一定的适应能力。也就是说，该装置将能够保留传统TMD装置被动控制的优点，又能够通过预先设计的参数在一定程度上赋予其对外部激励和结构变化更好的适应性，并且不会过多地增加控制成本。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种水平双向粘弹性碰撞调谐质量阻尼器装置，该装置构造简单、容易实现，且改善了 TMD装置的减振效果对频率十分敏感和对不同激励的适应性差的缺陷。
[0005]为实现上述目的，本实用新型的技术方案是:一种水平双向粘弹性碰撞调谐质量阻尼器装置，包括中空圆形外筒、设于中空圆形外筒上方的上盖板及设于中空圆形外筒下方的下盖板，所述上盖板下端面中间部位设有一万向铰，所述下盖板上端面的中间部位设有一圆形粘弹性限位装置，还包括第一、第二圆柱形质量块，所述第一圆柱形质量块上端圆心部位通过一第一刚性杆与所述万向铰铰接，第一圆柱形质量块下端圆心部位通过一第二刚性杆与所述第二圆柱形质量块上端圆心部位连接，所述第二圆柱形质量块下部位于所述圆形粘弹性限位装置内，所述第一圆柱形质量块还通过若干弹簧与所述中空圆形外筒的内壁连接。
[0006]在本实用新型一实施例中，所述万向铰焊接于所述上盖板下端面中间部位。
[0007]在本实用新型一实施例中，所述圆形粘弹性限位装置包括一焊接于所述下盖板上端面中间部位的圆形碰撞环和贴于所述圆形碰撞环内侧的粘弹性材料。
[0008]在本实用新型一实施例中，所述第一圆柱形质量块通过八方向弹簧与所述中空圆形外筒的内壁连接。
[0009]在本实用新型一实施例中，所述第一圆柱形质量块与弹簧之间通过AB结构胶连接。
[0010]在本实用新型一实施例中，所述第一圆柱形质量块与第一刚性杆及第二刚性杆的连接为螺纹连接，第一圆柱形质量块圆心处有冲孔攻丝。
[0011]在本实用新型一实施例中，所述第二圆柱形质量块与第二刚性杆的连接为螺纹连接，第二圆柱形质量块圆心处有冲孔攻丝。
[0012]在本实用新型一实施例中，所述第一、二刚性杆表面均带有螺纹。
[0013]在本实用新型一实施例中，所述上盖板、下盖板嵌设于所述中空圆形外筒上，并通过AB结构胶连接。
[0014]相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果:
[0015](I)通过对PTMD装置的合理参数设计，如质量大小、连接刚度、阻尼、粘弹性层厚度及质量块与限位装置的间隙等，可以实现装置在不同外部激励下的不同耗能模式的被动转换；
[0016](2)PTMD装置的不同耗能模式，改善了TMD装置的减振效果对频率十分敏感和对不同激励的适应性差的缺陷，该装置有较强的自适应性；
[0017](3)PTMD装置与TMD装置一样，构造简单、容易实现，因此便于应用于实际工程的减振控制中。
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型水平双向碰撞调谐质量阻尼器PTMD的主视示意图。
[0019]图2是本实用新型水平双向碰撞调谐质量阻尼器PTMD的侧视示意图。
[0020]图3是本实用新型水平双向碰撞调谐质量阻尼器PTMD的俯视示意图。
[0021]图中:I为上盖板，2为万向铰，3、11为刚性杆，4为外筒，5为质量块，6为弹簧，7为质量块，8为圆形碰撞环，9为粘弹性材料，10为下盖板。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图，对本实用新型的技术方案进行具体说明。
[0023]本实用新型的一种水平双向粘弹性碰撞调谐质量阻尼器装置，包括中空圆形外筒、设于中空圆形外筒上方的上盖板及设于中空圆形外筒下方的下盖板，所述上盖板下端面中间部位设有一万向铰，所述下盖板上端面的中间部位设有一圆形粘弹性限位装置，还包括第一、第二圆柱形质量块，所述第一圆柱形质量块上端圆心部位通过一第一刚性杆与所述万向铰铰接，第一圆柱形质量块下端圆心部位通过一第二刚性杆与所述第二圆柱形质量块上端圆心部位连接，所述第二圆柱形质量块下部位于所述圆形粘弹性限位装置内，所述第一圆柱形质量块还通过若干弹簧与所述中空圆形外筒的内壁连接。
[0024]所述万向铰焊接于所述上盖板下端面中间部位。
[0025]所述圆形粘弹性限位装置包括一焊接于所述下盖板上端面中间部位的圆形碰撞环和贴于所述圆形碰撞环内侧的粘弹性材料。
[0026]所述第一圆柱形质量块通过八方向弹簧与所述中空圆形外筒的内壁连接。所述第一圆柱形质量块与弹簧之间通过AB结构胶连接。所述第一圆柱形质量块与第一刚性杆及第二刚性杆的连接为螺纹连接，第一圆柱形质量块圆心处有冲孔攻丝。所述第二圆柱形质量块与第二刚性杆的连接为螺纹连接，第二圆柱形质量块圆心处有冲孔攻丝。所述第一、二刚性杆表面均带有螺纹。
[0027]所述上盖板、下盖板嵌设于所述中空圆形外筒上，并通过AB结构胶连接。
[0028]以下具体讲述本实用新型的技术方案。
[0029]如图1-3所示，本实用新型的水平双向粘弹性碰撞调谐质量阻尼器装置，它是由外筒4、上下盖板I和1、质量块5和7、弹簧6、万向铰2、刚性杆3和11、粘弹性材料9组成。其中，下盖板上焊接一个粘弹性限位装置(该粘弹性限位装置包括圆形碰撞环，碰撞环内侧可贴粘弹性材料)。质量块为圆柱形，圆心处有冲孔攻丝，它分为二种，一种是最底下质量块7会与粘弹性限位装置发生碰撞，另一种质量块5表面安装有一定数量的弹簧6，弹簧6与质量块5的表面通过AB结构胶连接。下盖板10通过合理设计尺寸嵌入外筒4的内壁，再通过AB结构胶固定。万向铰2与上盖板通过焊接连接，刚性杆3和11表面带有螺纹，便于与质量块5和7连接。
[0030]随着外部激励的变化，装置初始的调谐频率及不同的间隙将使得装置的耗能模式将随着质量单元与主体结构之间不同类型与不同程度的相对运动在质量块的动能及势能耗能，或是碰撞耗能之间按不同的比例进行转换。这就将使得该被动装置相对传统被动装置有了更多的工作耗能模式，并且耗能模式的转换过程并不需要人工进行干预，而是可以通过预先设计的质量大小、连接刚度、阻尼、粘弹性层厚度及质量块与限位装置的间隙等决定。
[0031](I)当预先设置的间隙值的设置超过了该激励水平下质量块的相对最大振幅，碰撞将不会发生，粘弹性P-TMD将完全退化为一个普通TMD进行工作;此时装置的耗能仅体现为质量块的机械能耗能及部分阻尼耗能。
[0032](2)而当间隙值减小到一定程度，碰撞间歇性发生，质量块的周期性运动模式将被打乱，此时则可以将装置近似看作是一个碰撞叠加调谐质量阻尼器。耗能模式将体现为质量块的机械能与碰撞耗能的不同比例的组合。
[0033](3)间隙继续减小，碰撞将频繁发生，装置完全转变为碰撞耗能为主的一个阻尼器。
[0034]因此，该自适应粘弹性P-TMD预期将具有多个工作及耗能模式，而其工作模式将与初始设定的参数值以及外部激励的强度和频率成分密切相关，并可以随着外部激励的变化而进行自适应调整。当然，为了使装置耗能达到最大，需要针对减振目的对初设的连接刚度、间隙值等参数进行最优化设计。
[0035]以上是本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种水平双向粘弹性碰撞调谐质量阻尼器装置，其特征在于:包括中空圆形外筒、设于中空圆形外筒上方的上盖板及设于中空圆形外筒下方的下盖板，所述上盖板下端面中间部位设有一万向铰，所述下盖板上端面的中间部位设有一圆形粘弹性限位装置，还包括第一、第二圆柱形质量块，所述第一圆柱形质量块上端圆心部位通过一第一刚性杆与所述万向铰铰接，第一圆柱形质量块下端圆心部位通过一第二刚性杆与所述第二圆柱形质量块上端圆心部位连接，所述第二圆柱形质量块下部位于所述圆形粘弹性限位装置内，所述第一圆柱形质量块还通过若干弹簧与所述中空圆形外筒的内壁连接。2.根据权利要求1所述的水平双向粘弹性碰撞调谐质量阻尼器装置，其特征在于:所述万向铰焊接于所述上盖板下端面中间部位。3.根据权利要求1所述的水平双向粘弹性碰撞调谐质量阻尼器装置，其特征在于:所述圆形粘弹性限位装置包括一焊接于所述下盖板上端面中间部位的圆形碰撞环和贴于所述圆形碰撞环内侧的粘弹性材料。4.根据权利要求1所述的水平双向粘弹性碰撞调谐质量阻尼器装置，其特征在于:所述第一圆柱形质量块通过八方向弹簧与所述中空圆形外筒的内壁连接。5.根据权利要求1或4所述的水平双向粘弹性碰撞调谐质量阻尼器装置，其特征在于:所述第一圆柱形质量块与弹簧之间通过AB结构胶连接。6.根据权利要求1所述的水平双向粘弹性碰撞调谐质量阻尼器装置，其特征在于:所述第一圆柱形质量块与第一刚性杆及第二刚性杆的连接为螺纹连接，第一圆柱形质量块圆心处有冲孔攻丝。7.根据权利要求1所述的水平双向粘弹性碰撞调谐质量阻尼器装置，其特征在于:所述第二圆柱形质量块与第二刚性杆的连接为螺纹连接，第二圆柱形质量块圆心处有冲孔攻丝。8.根据权利要求1所述的水平双向粘弹性碰撞调谐质量阻尼器装置，其特征在于:所述第一、二刚性杆表面均带有螺纹。9.根据权利要求1所述的水平双向粘弹性碰撞调谐质量阻尼器装置，其特征在于:所述上盖板、下盖板嵌设于所述中空圆形外筒上，并通过AB结构胶连接。
【文档编号】E04B1/98GK205617595SQ201620409597
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年5月9日
【发明人】林伟, 陈尚鸿, 彭刚杰, 陈贻佳
【申请人】福州大学