一种支撑式电涡流调谐质量阻尼器的制作方法

文档序号:11420085阅读:182来源:国知局

本实用新型涉及阻尼器技术领域,特别是一种支撑式电涡流调谐质量阻尼器。



背景技术:

随着计算理论的不断完善,计算机技术的飞速发展,现代桥梁设计逐渐开始采用更加大胆的大跨、轻柔等形式,在安全性得到满足的条件下,外形上也更加轻柔。但是,桥梁外形的轻盈势必以牺牲桥梁构件刚度为代价,在风荷载或者车辆、行人等动力荷载作用下因桥梁刚度不足造成的振动就成为了一个新的不可避免的难题。对于人行天桥,由于结构自身体系偏柔,刚度较小,竖向自振频率在1~3Hz之间,与行人行走时产生荷载的频率较为接近,容易引起共振,引起行人的不适。

为了控制桥梁在风荷载或者行人荷载等动力荷载下的振动,传统的技术手段是采用调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper,简称TMD)。TMD主要是由一个质量元件、可以提供弹性恢复力的弹性单元以及可以提供阻尼力的阻尼元件三部分组成。TMD分为支撑式TMD和悬挂式TMD。支撑式TMD采用竖向弹簧元件提供恢复力,质量元件只在竖向振动,可以控制竖向振动。悬挂式TMD以质量元件摆动时重力沿切线的分量作为恢复力,主要用来控制横向振动。在实际工程中,当需要同时控制水平向和竖直向的振动时,须在相应的位置分别使用支撑式TMD和悬挂式TMD。

传统的TMD采用液压粘滞阻尼器提供阻尼,在提供阻尼的同时也会有一定的刚度,无法做到刚度与阻尼分离,因此要实现精确的阻尼调整有一定的难度。而且液压粘滞阻尼器还存在漏油的隐患,不易养护,后期难以调节,增加后期维护的难度和成本。

电涡流阻尼器是基于传统的液压粘滞阻尼器的一大创新,主要创新就是阻尼机制。电涡流阻尼器的原理是质量块在运动时带动导磁铜板切割磁力线,根据法拉第电磁感应定律,在导体内就会产生感应电动势,形成电涡流,将振动能量转化成导体的热能,消耗结构的动能,从而实现振动控制的目的。电涡流阻尼器的优势在于:在磁体与导体之间没有直接接触,无摩擦阻尼和磨损;不受温度等环境影响;不存在漏油等状况,易于维护且耐久性好。

中国发明专利CN 104265818 A公开了一种外杯旋转式轴向电涡流阻尼器,包括传动组件和电涡流阻尼产生器,传动组件包括螺旋传动副和分别由导磁材料制成的定子、转子;螺旋传动副包括螺杆和套装在螺杆上的螺母;螺杆顺次穿过定子的上法兰盘中心孔和定子的下法兰盘中心孔,而螺母置于定子内部;转子包括外转子和地段设有下连接法兰盘的内转子,定子与外转子之间设有一个或多个电涡流阻尼产生器。



技术实现要素:

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种稳定且免后期维护的电涡流调谐质量阻尼器。

为解决上述的技术问题,本实用新型的一种支撑式电涡流调谐质量阻尼器,包括质量块及与之固定连接的竖向钢弹簧,所述竖向钢弹簧下部与钢制底板固定连接,所述质量块内侧开有凹槽;所述钢制底板中心连接有导磁钢板,所述导磁钢板上端左右两侧各设置有一块导磁铜板;所述导磁铜板正对的质量块的凹槽左右两侧内壁上嵌有永磁体。

进一步的,所述永磁体的N-S极方向为水平方向,且垂直于凹槽方向。

进一步的,所述质量块安装在多个竖向钢弹簧上,所述竖向钢弹簧的数量不少于4个。

进一步的,所述永磁体与质量块的凹槽内壁通过螺栓牢固连接。

采用上述结构后,本实用新型可控制桥梁等主体结构的竖向的振动;另外,采用永磁体导体板的阻尼装置提供阻尼力,无需外接提供能源;永磁体与导体板之间有一定的间隔,无摩擦阻尼和磨损,且自身材质为钢材,耐久性好。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型一种支撑式电涡流调谐质量阻尼器的结构示意图。

图中:1为质量块,2为竖向钢弹簧,3为永磁体,4为导磁铜板,5为导磁钢板,6为钢制底板。

具体实施方式

如图1所示,本实用新型的一种支撑式电涡流调谐质量阻尼器,包括质量块1及与之固定连接的竖向钢弹簧2,所述竖向钢弹簧2下部与钢制底板6固定连接,所述质量块1内侧开有凹槽。所述钢制底板6中心连接有导磁钢板5,所述导磁钢板5上端左右两侧各设置有一块导磁铜板4;所述导磁铜板4正对的质量块1的凹槽左右两侧内壁上嵌有永磁体3,本实施方式中永磁体3与质量块1的凹槽内壁通过螺栓牢固连接。

进一步的,所述永磁体3的N-S极方向为水平方向,且垂直于凹槽方向。

所述导磁铜板4的大小与位置满足:当质量块1竖向运动时,质量块1的凹槽底部与导磁铜板4顶部不会产生碰撞,且导磁铜板4在沿垂直凹槽方向的投影始终全部落在凹槽内壁上。

进一步的,所述质量块安装在多个竖向钢弹簧上,所述竖向钢弹簧的数量不少于4个。

当与本实用新型的调谐质量阻尼器相连的主体结构(桥梁板等)发生竖向振动时,振动将通过竖向钢弹簧2传递给凹形质量块1,凹形质量块1的振动方向总是与主体结构的振动方向相反,凹形质量块1在竖向的振动会使导磁铜板4在竖向上切割磁感线,从而在导磁铜板4内形成电涡流,进而给结构构件提供竖向的阻尼力,将振动的能量转化为热能,起到控制竖向振动的目的。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式,但是本领域熟练技术人员应当理解,这些仅是举例说明,可以对本实施方式作出多种变更或修改,而不背离本实用新型的原理和实质,本实用新型的保护范围仅由所附权利要求书限定。

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