一种自适应tmd控制装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种自适应TMD控制装置，包括底板、第一导体板、第二导体板、第三导体板和永磁体，第一导体板、第二导体板和第三导体板与底板垂直，第一导体板的一端连接第二导体板、另一端连接第三导体板，永磁体固定设在底板上，所述第一导体板、第二导体板和第三导体板环绕永磁体；第二导体板和第三导体板之间设有刚度调节装置，所述刚度调节装置中设有质量块和弹簧，质量块通过弹簧分别连接第二导体板和第三导体板，所述刚度调节装置能够自动调节TMD的固有频率；本实用新型能够解决现有TMD频率不具时变的问题，实现结构垂直方向振动控制，达到实时控制的目的。
【专利说明】
一种自适应TMD控制装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及减振控制技术领域，具体涉及一种自适应TMD控制装置。
【背景技术】
[0002]调谐质量阻尼器(TMD)是较早在结构被动控制中应用的一种控制装置，TMD主要由质量块、调谐频率的弹性元件与耗散结构振动能量的阻尼元件三大组件构成，TMD作为一种被动控制装置有其不可替代的控制优势，但是，TMD只有当其固有频率被调频到与被控结构自振频率相同或相近时，才会产生较好的减振效果。因此，在设计TMD之前，准确地把握结构的自振频率是十分必要的。可是，在实际工程中，由于各种随机因素的影响，准确确定结构的自振频率是十分困难的，而且被控结构在安装TMD装置之后，其自振频率会发生一定程度的漂移，这无疑将影响TMD的设计和其建成后对结构动力反应的控制效果。同时在TMD长期工作中，有可能发生疲劳损伤。其阻尼元件，小型TMD的阻尼构件一般采用橡胶等高阻尼材料，大型TMD则采用液体粘滞阻尼器等。橡胶材料存在老化，以及刚度与阻尼不易分离的缺点，粘滞阻尼器存在漏油和不易养护等问题。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是解决现有TMD频率不具时变的问题，实现结构垂直方向振动控制，达到实时控制的目的。
[0004]本实用新型的技术方案如下:
[0005]—种自适应TMD控制装置，包括底板、第一导体板、第二导体板、第三导体板和永磁体，第一导体板、第二导体板和第三导体板与底板垂直，第一导体板的一端连接第二导体板、另一端连接第三导体板，永磁体固定设在底板上，所述第一导体板、第二导体板和第三导体板环绕永磁体;第二导体板和第三导体板之间设有刚度调节装置，所述刚度调节装置中设有质量块和弹簧，质量块通过弹簧分别连接第二导体板和第三导体板，所述刚度调节装置能够自动调节TMD的固有频率。
[0006]为了更好的实现TMD的自适应功能，所述刚度调节装置还包括控制器和记忆合金；所述记忆合金呈条形杆状并且其两头分别连接第二导体板和第三导体板，所述控制器设在记忆合金上并且与质量块连接，所述记忆合金与第二导体板、第三导体板的连接处设有加载预应力装置;加载预应力装置感知相关结构的振动，同时将振动传导至控制器，控制器通过控制流入记忆合金中的电流大小来控制记忆合金的刚度，从而调节TMD的频率。
[0007]为了控制使减振的效果更佳，控制器设在记忆合金的中部，所述弹簧和记忆合金与第二导体板、第三导体板的连接处分别设有附加板，所述弹簧通过附加板与第二导体板、第三导体板连接，所述记忆合金穿过附加板并且与第二导体板、第三导体板固定连接;所述控制器为树莓派，所述弹簧设有多组，所述记忆合金设有两个。所述永磁体设有多个并且分两排垂直固定在底板上，每相邻的两个永磁体的磁极颠倒设置，所述永磁体通过螺栓固定在底板上。
[0008]本实用新型相对于现有技术具有以下优点:
[0009]1、本实用新型能够解决现有TMD频率不具时变的问题，实现结构垂直方向振动控制，达到实时控制的目的。
[0010]2、本实用新型的导体板和永磁体组成了电涡流阻尼，记忆合金(SMA)、弹簧、感应器及控制器组成的刚度调节装置以及质量块和其他附加质量形成了质量部分，能够实时调节TMD的固有频率，使整体结构的减振效果最佳。
[0011]3、本实用新型TMD的控制器，是通过在树莓派中编入了相应的程序，达到控制的目的，这样的控制效果更加，结构减振效果也更加。
[0012]4、本实用新型TMD的阻尼是由导体板和永磁体构成的电涡流阻尼，可以实现竖向的减振，电涡流阻尼连接简单、构件几乎都是金属，损耗很小，后期几乎不用维护。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的结构不意图；
[0014]图2为图1的俯视图；
[0015]图3为本实用新型的电涡流阻尼闭合磁感线示意图。
【具体实施方式】
[0016]以下结合附图，对本实用新型的一种自适应TMD控制装置做进一步的详细说明。
[0017]如图1所示，本实用新型的一种自适应TMD控制装置，包括底板9、第一导体板1、第二导体板2、第三导体板3和多个永磁体4，第一导体板1、第二导体板2和第三导体板3与底板9垂直，第一导体板I的一端连接第二导体板2、另一端连接第三导体板3，永磁体4固定设在底板9上，第一导体板1、第二导体板2和第三导体板3环绕永磁体4设置;第二导体板2和第三导体板3之间设有刚度调节装置，刚度调节装置包括质量块5、两组弹簧8、控制器12和两个条形杆状记忆合金6，质量块5通过弹簧8分别连接第二导体板2和第三导体板3，记忆合金6两头分别连接第二导体板2和第三导体板3，控制器12为树莓派、设在记忆合金6的中部并且与质量块5连接，记忆合金6与第二导体板2、第三导体板3的连接处设有加载预应力装置7。
[0018]此外，弹簧8和记忆合金6与第二导体板2、第三导体板3的连接处分别设有附加板10，弹簧8通过附加板10与第二导体板2、第三导体板3连接，而记忆合金6穿过附加板10与第二导体板2、第三导体板3固定连接。永磁体4分两排通过螺栓11垂直固定在底板9上，每相邻的两个永磁体4的磁极颠倒设置。
[0019]本实用新型刚度体系由弹簧和记忆合金丝构成，对记忆合金丝加预应力，并且连接有电流装置，电流大小由控制器控制。导体板和永磁体组成的电涡流阻尼实现竖向减振的目的，其中板与板之间的连接为焊接。在侧面导体板，焊接有附加的板，弹簧钩在附加板的孔上。永磁体和底板先栓接，然后再底部用胶粘。
[0020]当整体结构发生竖向振动时，磁感线切割三个导体板产生电涡流，导体板内形成电涡流，导体内的电流继而产生了磁场与永磁体的磁场产生相互排斥的力从而形成阻尼。
[0021]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种自适应TMD控制装置，包括底板(9)，其特征在于，还包括第一导体板(I)、第二导体板(2)、第三导体板(3)和永磁体(4)，所述第一导体板(I)、第二导体板(2)和第三导体板(3)与底板(9)垂直，所述第一导体板(I)的一端连接第二导体板(2)、另一端连接第三导体板(3)，所述永磁体(4)固定设在底板(9)上，所述第一导体板(1)、第二导体板(2)和第三导体板(3)环绕永磁体(4)； 所述第二导体板(2)和第三导体板(3)之间设有刚度调节装置，所述刚度调节装置中设有质量块(5)和弹簧(8)，所述质量块(5)通过弹簧(8)分别连接第二导体板(2)和第三导体板(3)，所述刚度调节装置能够自动调节TMD的固有频率。2.如权利要求1所述的一种自适应TMD控制装置，其特征在于，所述刚度调节装置还包括控制器(12)和记忆合金(6);所述记忆合金(6)呈条形杆状并且其两头分别连接第二导体板(2)和第三导体板(3)，所述控制器(12)设在记忆合金(6)上并且与质量块(5)连接，所述记忆合金(6)与第二导体板(2)、第三导体板(3)的连接处设有加载预应力装置(7)。3.如权利要求2所述的一种自适应TMD控制装置，其特征在于，所述控制器(12)设在记忆合金(6)的中部。4.如权利要求3所述的一种自适应TMD控制装置，其特征在于，所述弹簧(8)和记忆合金(6)与第二导体板(2)、第三导体板(3)的连接处分别设有附加板(10)，所述弹簧(8)通过附加板(10)与第二导体板(2)、第三导体板(3)连接，所述记忆合金(6)穿过附加板(10)并且与第二导体板(2)、第三导体板(3)固定连接。5.如权利要求4所述的一种自适应TMD控制装置，其特征在于，所述控制器(12)为树莓派。6.如权利要求5所述的一种自适应TMD控制装置，其特征在于，所述弹簧(8)设有多组，所述记忆合金(6)设有两个。7.如权利要求6所述的一种自适应TMD控制装置，其特征在于，所述永磁体(4)设有多个并且分两排垂直固定在底板(9)上，每相邻的两个永磁体(4)的磁极颠倒设置。8.如权利要求7所述的一种自适应TMD控制装置，其特征在于，所述永磁体(4)通过螺栓(11)固定在底板(9)上。
【文档编号】F16F15/03GK205639453SQ201620466964
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月20日
【发明人】朱前坤, 南娜娜, 张琼, 杜永峰, 程选生, 李喜梅, 李万润
【申请人】兰州理工大学