一种具有水平向对称双伞面的水下耗能减震装置

本实用新型涉及一种具有水平向对称双伞面的水下耗能减震装置，主要应用于海洋平台的振动控制，属于结构振动控制技术领域。

背景技术：

目前，全球经济高速发展，世界人口急剧膨胀，人们对于能源的需求也日益提高。为了适应社会经济发展和人们对于能源的需求，世界各国都把能源开发的目光投向了海洋。而海洋资源的开发离不开海洋平台的建设，由于海上工作环境恶劣，经常会受到风、海浪、潮流及地震等多种灾害的影响，因此建立一个稳定的海洋工作平台是进行海洋资源开发的首要问题。

海洋平台作为一个大型柔性平台结构通常有以下特征：1基本频率低且低频模态密集；2系统振动具有强耦合性和非线性；3结构体系复杂且所受外荷载具有很大不确定性。对于海洋平台这种大型柔性结构而言，在风浪流等动荷载的耦合作用下可能产生较大的振动响应，海洋平台结构的失效或者功能损失会造成巨大的经济损失。

至今，近海能源开发已有100多年的历史，在这期间，海洋平台的技术研究也不断深入。关于海洋平台的减震控制也有了重大的技术进步，为了提高平台的可靠性及安全性，通常采用基础和结构的隔振设计以及耗能减震装置的安装来降低海洋平台的振动危害，其中耗能减震装置的安装又是较为方便常用的减振措施。而如何振动海洋平台结构在外部荷载作用下反复振动的特点，开发高效、适宜的新型水下耗能减震装置，是本领域工程设计人员和科研人员关注的热点课题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是研发一种高效水下耗能减震装置，装置具有多个耗能体系，主要依靠减震装置的方形叶片板在与水产生相互作用时水给予的反作用力，以及阻尼介质与活塞的相互作用所提供的一定的粘滞阻尼力来实现耗能减震，该装置具有耗能高效，安全稳定的特点。

本实用新型的技术方案：

一种具有水平向对称双伞面的水下耗能减震装置，包括活塞杆a1、活塞杆b2、阻尼缸体3、盖板4、活塞5、阻尼介质6、铰接装置a7、铰接装置b8、铰接装置c9、支杆固定装置10、支杆11以及方形叶片板12；

所述耗能减震装置关于支杆固定装置10对称，其对称部分具有同样的结构；所述阻尼缸体3为一个空心长方体，其左右两端设置盖板4；所述活塞杆a1一端连接外部结构，另一端穿过左侧盖板4与活塞5相连；所述活塞杆b2一端穿过右侧盖板4与活塞5相连，另一端与支杆固定装置10相连；所述活塞杆a1与活塞杆b2分别连接活塞5的两端；所述阻尼缸体3内充满阻尼介质6，所述活塞5设置可供所述阻尼介质6流动的小孔；所述阻尼缸体3上下两个对称的侧面分别设置连接方形叶片板12的两个铰接装置c9；所述支杆固定装置10上下两个对称的侧面分别设置两个连接支杆11的铰接装置a7；所述方形叶片板12上均设置两个连接支杆11的铰接装置b8；所述耗能减震装置共设置四根支杆11，支杆11一端与铰接装置a7连接，另一端与铰接装置b8连接；所述支杆固定装置10设置铰接装置a7的两个侧面与阻尼缸体3设置铰接装置c9的两个侧面相互平行，为同一侧的侧面。

该耗能减震装置具有多个耗能体系，由于阻尼缸体3与外部固定结构相连接、固定不动，由于阻尼缸体3固定，当活塞杆运动时也会带动支杆固定装置10运动，从而带动支杆11运动，在支杆11的带动下方形叶片板12在水中划动，通过水给予的反作用力来提供一定的阻尼力；另外，当该耗能减震装置所连接的外部结构发生水平振动时，将会带动装置的活塞杆发生轴向运动，进而带动活塞5在缸体3内滑动，产生一定的阻尼力。在两种阻尼力的共同作用下，该装置可实现高效的耗能减震效果。

本实用新型的有益效果：本实用新型可以根据实际情况调整支杆11的长度、固定支杆11的铰接装置的安装位置、阻尼缸体3的长度以及方形叶片板12的大小来调整叶片产生的阻尼力；也可调整活塞5所设置的供阻尼介质6流动的小孔的大小及分布来调整装置所提供的粘滞阻尼力，以此来实现不同的耗能减震效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种具有水平向对称双伞面的水下耗能减震装置的水平剖面结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种具有水平向对称双伞面的水下耗能减震装置的a-a剖面结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种具有水平向对称双伞面的水下耗能减震装置的安装示意图；

图中：1活塞杆a、2活塞杆b、3阻尼缸体、4盖板、5活塞、6阻尼介质、7铰接装置a、8铰接装置b、9铰接装置c、10支杆固定装置、11支杆、12方形叶片板；13上部框架；14连接杆；15底部框架；16水下耗能减震装置。

具体实施方式

为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案再加以描述。

本实用新型提供的一种具有水平向对称双伞面的水下耗能减震装置，包括活塞杆a1、活塞杆b2、阻尼缸体3、盖板4、活塞5、阻尼介质6、铰接装置a7、铰接装置b8、铰接装置c9、支杆固定装置10、支杆11以及方形叶片板12；

所述耗能减震装置关于支杆固定装置10对称，其对称部分具有同样的结构；所述阻尼缸体3为一个空心长方体，其左右两端设置盖板4；所述活塞杆a1一端连接外部结构，另一端穿过左侧盖板4与活塞5相连；所述活塞杆b2一端穿过右侧盖板4与活塞5相连，另一端与支杆固定装置10相连；所述活塞杆a1与活塞杆b2分别连接活塞5的两端；所述阻尼缸体3内充满阻尼介质6，所述活塞5设置可供所述阻尼介质6流动的小孔；所述阻尼缸体3上下两个对称的侧面分别设置连接方形叶片板12的两个铰接装置c9；所述支杆固定装置10上下两个对称的侧面分别设置两个连接支杆11的铰接装置a7；所述方形叶片板12上均设置两个连接支杆11的铰接装置b8；所述耗能减震装置共设置四根支杆11，支杆11一端与铰接装置a7连接，另一端与铰接装置b8连接；所述支杆固定装置10设置铰接装置a7的两个侧面与阻尼缸体3设置铰接装置c9的两个侧面相互平行，为同一侧的侧面。

所述活塞5所设置的供阻尼介质6流动的小孔在活塞5上均匀分布。

所述阻尼介质6为硅油或液压油。

所述盖板4设置可供活塞杆通过的孔道。

所述活塞杆a1、活塞杆b2、阻尼缸体3、盖板4、活塞5、铰接装置a7、铰接装置b8、铰接装置c9、支杆固定装置10、支杆11以及方形叶片板12均采用强度较大的碳素结构钢铸造而成。

其中，该耗能减震装置具有多个耗能体系，由于阻尼缸体3固定，当活塞杆运动时也会带动支杆固定装置10运动，从而带动支杆11运动，在支杆11的带动下方形叶片板12在水中划动，通过水给予的反作用力来提供一定的阻尼力；另外，由于阻尼缸体3与外部固定结构相连接，固定不动，当该耗能减震装置所连接的外部结构发生水平振动时，将会带动装置的活塞杆发生轴向运动，进而带动活塞5在缸体3内滑动，产生一定的粘滞阻尼力。在以上两种阻尼力的共同作用下该装置可实现高效的耗能减震效果。

最后说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。