本發明屬于防災減災消能減振的技術領域,具體涉及一種電渦流調諧質量阻尼器。
背景技術:
阻尼器,是以提供運動的阻力,耗減運動能量的裝置。利用阻尼來吸能減震不是什么新技術,在航天、航空、軍工、槍炮、汽車等行業中早已應用各種各樣的阻尼器(或減震器)來減振消能。從二十世紀七十年代后,人們開始逐步地把這些技術轉用到建筑、橋梁、鐵路等結構工程中,其發展十分迅速。
調諧質量阻尼器(TMD)由質塊,彈簧與阻尼系統組成。既由將其振動頻率調整至主結構頻率附近,改變結構共振特性,以達到減震作用。普通調諧質量阻尼器的阻尼系統是由黏滯阻尼器提供阻尼,黏滯阻尼器在普遍使用過程中容易產生液體流露問題,在液體流出之后,黏滯阻尼器所提供的阻尼也將降低,影響阻尼器的減震效果,而在使用過程中,黏滯阻尼器的耐久性差,不已更換,影響整體結構抗震性能的持久性。
近年來,全球強震頻發,造成的建筑損失巨大,如何進一步提高阻尼器在強烈地震作用下的耗能能力,使其具有更優良的抗震性能,具有非常明確的科學意義及重要的實用價值。為了有效提高阻尼器的抗震性能,各種形式的新型阻尼器不斷涌現,其中包括帶電渦流TMD阻尼器但是在現有的電渦流質量調諧阻尼器之中,大多數均是用電渦流阻尼器代替黏滯阻尼器。
技術實現要素:
本發明的目的在于避免現有技術中的不足而提供一種電渦流調諧質量阻尼器,其具有提供阻尼大、頻率可根據不同工況調整、耐久性好和易更換的優點,而且構件使用率提高,起到多項作用,節約鋼材,可滿足性能化設計的要求。
為實現上述目的,本發明具體提供的技術方案為:一種電渦流調諧質量阻尼器,包括有上頂板和質量塊主體組成的質量塊,上頂板和質量塊主體四周設有連接孔,使用螺栓連接,上頂板設有彈簧連接孔連接彈簧螺旋頭,并在兩側設有起吊螺釘孔,質量塊主體設有彈簧孔和永磁體孔,上部彈簧螺旋頭與上頂板連接,并開螺紋與彈簧連接,下部彈簧螺旋頭與下底板連接,并開螺紋與彈簧連接,彈簧與下部彈簧螺旋頭之間設有永磁體,永磁體與下部彈簧螺旋頭設有螺栓連接,中部導桿與下底板使用螺栓連接,中部導桿外部設有永磁體,使用螺栓連接。
其中,永磁體為釹鐵硼等有電磁場構件,能與外部質量塊主體形成相對運動。
其中,所永磁體為至少兩個,分別在下部彈簧螺旋頭、中部導桿外部設有永磁體。所述永磁體在下部彈簧螺旋頭、中部導桿分別設置,充磁方向徑向,或者形成內外環型,但是彈簧螺旋頭、中部導桿處永磁體應磁極相反,增大其感應電流,增大阻尼器的阻尼。
其中,永磁體可為環形,半圓形,扇形等不同形狀與彈簧螺旋頭、中部導桿連接。
其中,上部彈簧螺旋頭與上頂板連接,并開螺紋與彈簧連接,下部彈簧螺旋頭與下底板連接,并開螺紋與彈簧連接,永磁體與下部彈簧螺旋頭設有螺栓連接,中部導桿與下底板使用螺栓連接,中部導桿外部設有永磁體,使用螺栓連接。
由于采用了上述的結構,本發明較現有技術具有以下有益效果:
1、可實現頻率和阻尼系數獨立調整,頻率可由質量塊調整,阻尼可由永磁體形狀等調整,靈活適用于各類建筑及各類工況。
2、在阻尼器之中,質量塊不僅僅起到提供質量作用,更重要是能在相對運動過程中切割磁場,將輸入結構的能量轉化為電能再轉化為內能進行消耗。
3、永磁體也不僅僅提供磁場,也可代替導桿維持彈簧方向。
4、通過調整永磁體、質量塊參數,彈簧設置方式及性能參數,從而滿足結構的性能化設計。
5、布置永磁體,不僅節約空間,縮小了調諧質量阻尼器尺寸,還節約了彈簧導桿的材料。
6、質量塊不僅僅有質量調諧阻尼器提供質量,有慣性力作用,還是電渦流阻尼器的一部分,要進行轉化輸入能量為電能再轉化為內能的耗能機制。
7、在滿足耗能及頻率的要求下,與其他調諧質量阻尼器相比,可明顯增加阻尼器的使用年限,減少更換難度,增加部件的使用率,降低綜合造價。
附圖說明
圖1是電渦流調諧質量阻尼器的實施例一的結構示意圖;
圖2是電渦流調諧質量阻尼器的實施例一的立面圖;
圖3是電渦流調諧質量阻尼器的實施例一的側面圖;
圖4為電渦流調諧質量阻尼器的實施例一的上頂板俯視圖;
圖5為電渦流調諧質量阻尼器的實施例一的質量塊俯視圖;
圖6為電渦流調諧質量阻尼器的實施例一的切割簡單示意圖。
具體實施方式
為了使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案,下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細的描述,需要說明的是,在不沖突的情況下,本申請的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
實施例一
參見圖1~6,本實施例的新型電渦流調諧質量阻尼器,包括1、上頂板(1)和質量塊主體(2)組成的質量塊;2、上頂板(1)與質量塊主體(2)四周設有連接孔(3),使用螺栓連接;3、上頂板(1)設有彈簧連接孔(4)連接彈簧螺旋頭(5),并在兩側設有起吊螺釘孔(6),方便安裝;4、質量塊主體(2)設有彈簧孔(4)和永磁體孔(7),為彈簧(8)以及永磁體(10)提供空間;5、上部彈簧螺旋頭(5)與上頂板連接,并開螺紋與彈簧(8)連接;6、下部彈簧螺旋頭(5)與下底板(9)連接,并開螺紋與彈簧(8)連接;7、彈簧(8)與下部彈簧螺旋頭之間(5)設有永磁體(10),永磁體(10)與下部彈簧螺旋頭(5)設有螺栓連接;8、中部導桿(11)與下底板(9)使用螺栓連接,中部導桿(11)外部設有永磁體(10),使用螺栓連接。
所述彈簧螺旋頭(5)上連接的永磁體(10)。根據不同的性能要求,永磁體(10)的尺寸、形狀可進行調整,如扇形能夠方便徑向充磁并且高效切割。為保證阻尼器的減震性能,可設置整體或部分布置永磁體(10)以及調整質量塊主體(2)的尺寸。
總之,本發明雖然例舉了上述優選實施方式,但是應該說明,雖然本領域的技術人員可以進行各種變化和改型,除非這樣的變化和改型偏離了本發明的范圍,否則都應該包括在本發明的保護范圍內。