三维调谐质量阻尼器减振装置的制作方法

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1.本实用新型涉及土木工程结构振动控制技术领域，尤其涉及一种三维调谐质量阻尼器减振装置。


背景技术：

2.为了满足日益增长的建筑美学设计要求和功能使用要求，现代土木工程结构设计趋势逐渐向大跨、轻柔、高耸等方向发展。这种轻盈的结构造型降低了结构刚度，使得结构在风荷载或人行荷载等低频激励作用下产生较大的结构振动。日常生活中，一类常见的结构是人行天桥；由于这类结构体系偏柔，自振频率一般与人群行走步频接近，约0.5hz至4.0hz，因此需要对天桥结构进行竖向和横截面水平方向的振动控制。在结构振动控制方法中，动力吸振技术是振动控制的一个有效手段。为了实现对轻柔结构的振动控制，传统的技术手段是在结构上安装调谐质量阻尼器减振装置。目前，常见的调谐质量阻尼器减振装置包括竖向调谐质量减振装置和横向调谐质量减振装置，二者均为单向控制装置，不能很好的解决三维振动问题。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本实用新型提出了一种产品结构简单，易于安装，耐久性好的三维调谐质量阻尼器减振装置。
4.本实用新型是通过如下技术方案实现的：
5.一种三维调谐质量阻尼器减振装置，包括减振装置、竖向阻尼装置及横向阻尼装置，所述减振装置包括外框架、吊杆、质量块、四氟板、限位板梁、弹簧及底座，所述外框架固定在工程结构上，所述外框架内壁四角固定有上部吊环，每个所述上部吊环上铰接有吊杆，所述底座设置在外框架内，所述底座对应上部吊环位置固定有下部吊环，所述吊杆底端与下部吊环铰接，所述质量块设置在底座中部，所述质量块底端固定有多个弹簧，所述弹簧底端与底座固定连接，所述限位板梁设置在质量块周侧，限位板梁底端固定在底座上，所述四氟板固定在限位板梁内壁上，四氟板与质量块之间具有间隙，所述质量块周侧设置有竖向阻尼装置，所述横向阻尼装置设置在底座上。
6.为了使质量块平稳，所述竖向阻尼装置的数量设置为四个，四个所述竖向阻尼装置沿所述质量块的截面对称布置。
7.作为优选，所述竖向阻尼装置包括块状磁体、外壳及线圈，所述外壳固定在所述质量块上，所述块状磁体固定在底座的对应位置上，所述外壳内部为齿状结构，所述线圈缠绕在齿状结构上，所述块状磁体插设在线圈内，所述线圈与块状磁体之间具有间隙。
8.作为优选，所述横向阻尼装置包括板状磁体及铜板，所述板状磁体固定在底座底部，所述铜板固定在工程结构上。
9.为了提高减振效果，所述弹簧的数量不少于四个。
10.本实用新型的有益效果是：
11.1、本实用新型中的质量块既被用于竖向减振也被用于横向减振，较好地解决了结构的三维振动控制问题。通过共用质量块，节约了材料成本，降低了工程造价；
12.2、利用电磁感应原理实现电涡流耗能机制，并采用永磁体-导体板或永磁体-绕圈电阻的阻尼装置提供阻尼力，无需外接提供能源，通过短路绕圈电阻，使永磁体-绕圈电阻等价于永磁体-导体板，实现电涡流耗能；
13.3、通过设计绕圈电阻的圈数，可以实现对竖向阻尼的精确调节，并节约了竖向阻尼装置的生产成本；
14.4、通过设置限位板梁和固定于限位板梁的四氟板，限制了质量块与底板的水平相对运动，消除了调谐质量阻尼器水平运动时，压缩弹簧的p-δ效应。
附图说明：
15.图1为本实用新型的整体正视剖面结构示意图；
16.图2为本实用新型的a-a部分剖面结构示意图；
17.图3为本实用新型图2中s部放大图；
18.图4为本实用新型的b-b剖面结构示意图；
19.图5为本实用新型的c-c剖面结构示意图。
20.图中：1外框架、2吊杆、3质量块、4四氟板、5限位板梁、6弹簧、7底座、8上部吊环、9下部吊环、10块状磁体、11外壳、12线圈、13板状磁体、14铜板。
具体实施方式：
21.下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
22.如图1-5所示的一种三维调谐质量阻尼器减振装置，包括减振装置、竖向阻尼装置及横向阻尼装置，所述减振装置包括外框架1、吊杆2、质量块3、四氟板4、限位板梁5、弹簧6及底座7，所述外框架1固定在工程结构上，所述外框架1内壁四角固定有上部吊环8，每个所述上部吊环8上铰接有吊杆2，所述底座7设置在外框架1内，所述底座7对应上部吊环8位置固定有下部吊环9，所述吊杆2底端与下部吊环9铰接，吊杆2长度由调谐质量阻尼器的横向频率参数决定，所述质量块3设置在底座7中部，且质量块3的截面形状为矩形，所述质量块3底端固定有的弹簧6，弹簧6的刚度由调谐质量阻尼器的竖向设计频率确定，弹簧6的数量至少为四个，所述弹簧6底端与底座7固定连接，所述限位板梁5设置在质量块3周侧，限位板梁5底端固定在底座7上，所述四氟板4固定在限位板梁5内壁上，四氟板4与质量块3之间具有间隙，即限位板梁5上安装的四氟板4内径略大于质量块3的外径，四氟板4用于限制质量块3的横向运动，所述质量块3周侧设置有竖向阻尼装置，所述横向阻尼装置设置在底座7上。
23.如图2、图5所示，所述竖向阻尼装置的数量设置为四个，四个所述竖向阻尼装置沿所述质量块3的截面对称布置，所述竖向阻尼装置包括块状磁体10、外壳11及线圈12，所述外壳11固定在所述质量块3上，所述块状磁体10固定在底座7的对应位置上，所述外壳11内部为齿状结构，所述线圈12缠绕在齿状结构上，所述块状磁体10插设在线圈12内，所述线圈12与块状磁体10之间存在足够间隙，便于二者发生竖向相对运动，块状磁体10的磁场强度
和线圈12圈数由调谐质量阻尼器的竖向阻尼参数确定。
24.如图1所示，所述横向阻尼装置包括板状磁体13及铜板14，所述板状磁体13固定在底座7底部，所述铜板14固定在工程结构上，板状磁体13的强度由调谐质量阻尼器的横向阻尼参数确定，所述铜板14厚度由调谐质量阻尼器的横向阻尼参数确定；所述磁体面积由调谐质量阻尼器的横向阻尼参数确定；所述铜板14面积由调谐质量阻尼器的横向阻尼参数确定。
25.工作时，当工程结构发生竖向振动时，振动通过外框架1、吊杆2、底座7和弹簧6传递给质量块3，通过设计弹簧6刚度，使调谐质量阻尼器竖向频率等于竖向激励频率，当调谐质量阻尼器的竖向设计频率与激励频率相等时，质量块3在竖向处于共振或者类共振状态。
26.当结构发生横向振动时，振动通过外框架1、吊杆2、底座7和限位板梁5传递给质量块3，通过设计吊杆2长度，使调谐质量阻尼器横向频率等于水平激励频率，当调谐质量阻尼器的横向设计频率与激励频率相等时，质量块3在横向处于共振或者类共振状态。
27.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
28.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。