[发明专利]超低频摆式调谐质量阻尼器及其实现方法

权利要求书

1.一种超低频摆式调谐质量阻尼器，其特征在于，包括设置在结构体内的摆腔、与摆腔顶部的结构体连接的吊索、吊挂在吊索下端部的质量块、设置在质量块与结构体之间的粘滞阻尼器和负刚度调节装置，所述的粘滞阻尼器和负刚度调节装置的数量均为两个且均在质量块对应的两侧对称布置，所述的负刚度调节装置包括n块设置在质量块其中一侧面上的极性为N极/S极的永磁铁、和n块设置在该侧面对应的结构体上的极性为S极/N极的永磁铁。

2.根据权利要求1所述的超低频摆式调谐质量阻尼器，其特征在于，所述的永磁铁为圆柱形永磁铁。

3.一种权利要求1所述的超低频摆式调谐质量阻尼器的实现方法，包括如下步骤：

(1)根据结构减振用摆式TMD的质量m_TMD、频率f_TMD，确定摆长理论初始值li=g(2πfTMD)2,]]>刚度初始理论设计值ki=4π2mTMDfTMD2;]]>

(2)根据确定摆长l调整取值区间，其中f_l表示摆长l对应的振动频率，并计算相应摆式系统的等效刚度以及TMD的容许摆角其中A表示TMD的设计振幅；

(3)确定负刚度调节装置的附加刚度设计值k_s＝k_l-k_i；

(4)进行负刚度调节装置的细节设计：

①选取圆柱形永磁铁，其具体尺寸参数为：永磁铁的半径r、永磁铁充磁面面积A_m＝πr²、永磁铁的厚度δ、永磁铁的剩磁感应强度B_r，同时定义相互对应吸引的两块永磁铁为一组；

②根据TMD的振幅A初选一个较大的d₀，且d₀＞A，其中d₀表示TMD质量块处在平衡位置时相互吸引的一组永磁铁之间的净间距；

③质量块两侧对称布置的一组永磁铁产生的附加刚度k_mag(θ(t))＝k_n(t)-k_p(t)，取TMD摆角θ(t)＝0.5θ_max时对应的瞬时k_mag(0.5θ_max)值作为附加刚度计算值；

其中：

kp(t)=|[Br2Am2(δ+r)2πμ0δ2][-2(d0+lθ(t))3-2(d0+lθ(t)+2δ)3+4(d0+lθ(t)+δ)3]|]]>

kn(t)=|[Br2Am2(δ+r)2πμ0δ2][-2(d0+lθ(t))3-2(d0+lθ(t)+2δ)3+4(d0+lθ(t)+δ)3]|]]>

④确定质量块两侧的永磁铁的组数

⑤判断mgsinθ_max＞n(F_n-F_p)cosθ_max是否成立，若成立，d₀减去0.01m返回第③步，若不成立，停止循环，并取上一次d₀得到的质量块两侧的永磁铁组数n作为优化结果。

(5)TMD实际安装调试时，采用结构振动测试的方法对TMD的频率f_TMD进行校验，若f_TMD实测值偏小，通过微调调大d₀减小附加负刚度，若f_TMD偏大，通过微调调小d₀增大附加负刚度。