，另一端通过第二弹簧挡板8分别与左侧前板导向 孔、左侧后板导向孔的锁紧螺栓9连接；右侧弹簧7的一端通过第一弹簧挡板6与摆杆导向 孔内的锁紧螺栓9连接，另一端通过第二弹簧挡板8分别与右侧前板导向孔、右侧后板导向 孔的锁紧螺栓9连接。
[0036] 本实施例中，所有摆杆导向孔、前板导向孔和后板导向孔均为条形孔；弹簧7优选 为圆柱螺旋压缩弹簧。使用时，通过调整锁紧螺栓9在对应导向孔内的位置，使得弹簧7能 相对摆杆10上下滑动，进而使得弹簧7与转轴3之间的相对距离得到改变，最终实现阻尼 器系统频率的无级调节，使得频率调节范围大，可适应中高自振频率。
[0037] 参见图1和图3所示，前板与涡流板15、后板与涡流板15均通过用于调节涡流板 15与永磁铁13之间的距离的调节组合件固定。本实施例中，调节组合件为内六角螺钉11 和螺母16,且可调节范围为0. 5~2. 0mm。由于永磁铁13表面的磁感应强度随距离的增大 而减小，因此，通过内六角螺钉11和螺母16来调整涡流板15与永磁铁13之间的距离，就 可以改变电涡流的强弱，进而实现阻尼力的调节。
[0038] 参见图4所示，本阻尼器还包括外壳17,阻尼器主体封装于外壳17内，该外壳17 扣设有可拆卸式外壳盖板18,该外壳17与阻尼器主体的支架1顶部通过螺栓固定连接，且 外壳17的顶部设置有用于与主结构连接的连接耳板19。该外壳17的设计一方面能隔离外 界的水汽，使外壳17内部的器件不易受到侵蚀，从而保证了阻尼器的使用寿命；另一方面， 外壳17的内壁能对质量块12的摆动起到安全限位的作用，进而保证了阻尼器的使用安全。 本实施例中，外壳17采用不锈钢制成。
[0039] 与此同时，为了保证阻尼器在最不利地工况下（即质量块12摆幅达到最大时），能 缓冲质量块12与外壳17内壁之间的碰撞，维持阻尼器的安全运行，参见图1所示，在质量 块12位于摆动方向上的两侧面均设置有缓冲橡胶垫14。
[0040] 本实施例中，质量块12的纵截面为倒梯形，使得质量块12在摆动后与外壳17的 碰撞为平面碰撞，增大了受力面积，减小了冲击力，从而提高安全性；质量块12设有永磁铁 13的两个侧面开有多个用于固定永磁铁13的凹槽，每个凹槽内嵌有一个永磁铁13,且质量 块12采用导磁性能好的软铁制成，可以增加吸附在质量块12上的永磁铁13表面磁通密 度。另外，永磁铁13选用大小相同的矩形汝铁硼永磁铁，按照摆动方向上磁极交替变化的 规则设置，使得在相对运动的方向上，涡流板15处于交替变化的磁场中。与单一磁场方向 的方案比较而言，涡流板15在方向交错的磁场中会产生更大的电涡流，继而输出更大的阻 尼力，具备较好的阻尼性能。
[0041] 本实用新型的摆式电涡流调谐质量阻尼器在使用时，先通过外壳17上的连接耳 板19与主结构相连，当主结构发生振动时，质量块12以转轴3为中心往复摆动，带动质量 块12的永磁铁13 -起运动，从而在固定的涡流板15上产生阻碍质量块12摆动的电涡流， 形成阻尼器耗能所需的阻尼，从而达到减小结构振动的目的。
[0042] 一种利用本阻尼器实现结构减振的方法，包括以下步骤：
[0043] S1 :测试主结构的振动频率，设计摆式电涡流调谐质量阻尼器最优的质量比、阻尼 比和频率比，转到S2。
[0044] S2 :根据设计的质量比选择合适的质量块12 ;根据设计的阻尼比调整涡流板15与 永磁铁13的间距；计算摆式电涡流调谐质量阻尼器的系统频率f，转到S3。
[0045] 实际操作时，S2中计算摆式电涡流调谐质量阻尼器的系统频率f，具体包括以下 步骤：如图5所示，将质量块12简化为一质点，设该质点到转轴3的距离为h，弹簧7中心 位置到转轴3的距离为12，每个弹簧7刚度为k，则由动量矩定理得出：
[0047] 其中，J为转动惯量，Θ为摆杆1〇的摆角，m为质量块12的质量，g为重力加速 度；
[0048] 由于摆角Θ很小（Θ < 5° )，则sin Θ~Θ，将转动惯量丨=带入上式得：
[0050] 设角速度
则计算出的阻尼器系统频率f为：
[0052] S3 :将计算得到的阻尼器的系统频率f与主结构的振动频率进行比较，通过锁紧 螺栓9调整弹簧7与转轴3之间的相对距离，以此来改变阻尼器的系统频率f，直至阻尼器 的系统频率f与主结构的振动频率之间达到设计的频率比；将调整好的摆式电涡流调谐质 量阻尼器与主结构相连接。
[0053] 本实用新型中，通过电涡流耗能产生阻尼力，非接触式耗能提高了阻尼器的稳定 性和耐久性；弹簧7和摆杆10组合提供系统刚度，使系统的刚度和阻尼完全分离；摆动的 转轴3与轴承4配合使用，降低了机械摩擦，使阻尼器的结构摩擦阻尼小于1 %，后期通过改 变涡流板15与永磁铁13的间距以及弹簧7在刚性杆（即摆杆10)的位置，使得阻尼器的 阻尼比和频率都可以实现无级调节。
[0054] 本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出 其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本实用新型相同 或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。
【主权项】
1. 一种实现结构减振的摆式电涡流调谐质量阻尼器，包括阻尼器主体，阻尼器主体包 括长方体结构的支架（1)，支架（1)包括前板、后板、顶板和底板，其特征在于：所述顶板的 底部固定有两个与前板、后板平行的轴承（4)，两个轴承（4)的内圈通过一水平设置的转轴 ⑶连接；转轴⑶的下方竖直设置有摆杆（10)，摆杆（10)的顶部与转轴⑶连接，底部焊 接有质量块（12)，质量块（12)朝向前板、后板的两侧面均嵌有多个永磁铁（13)，所述前板、 后板与质量块（12)对应之处均设置有涡流板（15); 所述摆杆（10)的左、右两侧均设置有弹簧（7)，摆杆（10)的中部开有1个摆杆导向孔， 前板的板壁上开有左右2个前板导向孔，后板与前板导向孔对应之处开有左右2个后板导 向孔；所述摆杆导向孔、前板导向孔和后板导向孔内均设置有锁紧螺栓（9)，每根弹簧（7) 的两端分别设置有第一弹簧挡板（6)和第二弹簧挡板（8);左侧弹簧（7)的一端通过第一 弹簧挡板（6)与摆杆导向孔内的锁紧螺栓（9)连接，另一端通过第二弹簧挡板（8)分别与 左侧前板导向孔、左侧后板导向孔的锁紧螺栓（9)连接；右侧弹簧（7)的一端通过第一弹簧 挡板（6)与摆杆导向孔内的锁紧螺栓（9)连接，另一端通过第二弹簧挡板（8)分别与右侧 前板导向孔、右侧后板导向孔的锁紧螺栓（9)连接。2. 如权利要求1所述的实现结构减振的摆式电涡流调谐质量阻尼器，其特征在于：所 述前板与涡流板（15)、所述后板与涡流板（15)均通过用于调节涡流板（15)与永磁铁（13) 之间的距离的调节组合件固定。3. 如权利要求2所述的实现结构减振的摆式电涡流调谐质量阻尼器，其特征在于：所 述调节组合件为内六角螺钉（11)和螺母（16)。4. 如权利要求1所述的实现结构减振的摆式电涡流调谐质量阻尼器，其特征在于：该 阻尼器还包括外壳（17)，所述阻尼器主体封装于外壳（17)内，该外壳（17)扣设有可拆卸式 外壳盖板（18)，所述外壳（17)与阻尼器主体的支架（1)顶部固定连接。5. 如权利要求4所述的实现结构减振的摆式电涡流调谐质量阻尼器，其特征在于：所 述质量块（12)位于摆动方向上的两侧面均设置有缓冲橡胶垫（14)。6. 如权利要求1所述的实现结构减振的摆式电涡流调谐质量阻尼器，其特征在于：所 述质量块（12)设有永磁铁（13)的两个侧面，开有多个用于固定永磁铁（13)的凹槽，每个 凹槽内嵌有一个永磁铁（13)，且永磁铁（13)按照摆动方向上磁极交替变化的规则设置。7. 如权利要求1所述的实现结构减振的摆式电涡流调谐质量阻尼器，其特征在于：所 述摆杆导向孔、前板导向孔和后板导向孔均为条形孔。8. 如权利要求1至7中任一项所述的实现结构减振的摆式电涡流调谐质量阻尼器，其 特征在于：所述质量块（12)的纵截面为倒梯形。9. 如权利要求1至7中任一项所述的实现结构减振的摆式电涡流调谐质量阻尼器，其 特征在于：所述质量块（12)采用软铁制成。10. 如权利要求1至7中任一项所述的实现结构减振的摆式电涡流调谐质量阻尼器，其 特征在于：所述永磁铁（13)选用大小相同的矩形汝铁硼永磁铁；所述涡流板（15)选用铜 板或铝板。
【专利摘要】本实用新型公开了一种实现结构减振的摆式电涡流调谐质量阻尼器，涉及结构减振技术领域。该阻尼器主体的顶板底部固定有两个轴承，两个轴承的内圈通过一水平设置的转轴连接；转轴的下方竖直设置有摆杆，摆杆的顶部与转轴连接，底部焊接有质量块，质量块朝向前板、后板的两侧面均嵌有多个永磁铁，前板、后板与质量块对应之处均设置有涡流板；摆杆的左、右两侧均设置有可沿摆杆上下移动的弹簧，通过调整弹簧与转轴的间距，使得阻尼器的频率可实现无级调节。本实用新型的阻尼器不但质量块运动状态稳定、耗能方式可靠，而且频率调节范围大，可适应中高自振频率。
【IPC分类】G06F17/50, E04B1/98
【公开号】CN205050139
【申请号】CN201520729064
【发明人】李东超, 汪正兴, 李荣庆, 方华兵, 吕江, 盛能军, 柴小鹏, 朱世峰, 桂贵, 尹琪
【申请人】中铁大桥科学研究院有限公司, 中铁大桥局集团有限公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年9月18日