[发明专利]一种用于模型斜拉索减振试验的参数可调惯性质量阻尼器

说明书

本发明提供了一种参数可调式惯性质量阻尼器，应用于模型斜拉索减振试验，属于振动抑制领域。其包括滚珠丝杠副、止推滚珠轴承、圆筒状质量块、粘性阻尼器部件、阻尼器外壳、底座、角度调整装置、连接件。整个惯性质量阻尼器由连接件连接模型拉索和螺杆，当模型拉索振动时，带动螺杆上下平动，转化为滚珠螺母和固定于滚珠螺母上的圆筒状质量块旋转，产生负刚度特性。粘性阻尼器部件为剪切式粘性阻尼器，依靠插板在粘性阻尼液中上下往复运动，产生粘滞力来耗能。模型斜拉索减振试验中，可方便的装卸圆筒状质量块和更改粘性阻尼液的种类来设计工况，用以验证惯性质量阻尼器参数对减振试验的影响。

技术领域

本发明属于振动抑制领域，具体是一种惯性质量、阻尼系数可调式惯性质量阻尼器，应用于模型拉索减振试验研究。

背景技术

外置式阻尼器是斜拉索振动控制工程应用较广的一种方式，但是对于长斜拉索而言，外置式阻尼器的安装高度太高，不利于安装与维修，对景观影响较大且无法提供足够的阻尼。

在半主动控制的研究过程中，已有学者指出负刚度特性有益于控制效果。本发明通过机械构造，即滚珠丝杠副，将螺杆的上下平动转化为圆筒状质量块的高速旋转，产生极大的惯性质量，实现所需要的负刚度特性。

公开文献《Lu L,Duan Y-F,Spencer BF Jr,Lu X,Zhou Y.Inertial mass damperfor mitigating cable vibration.Struct Control Health Monit.2017；e1986》中，理论计算并证明了该类型的阻尼器可获得数倍于传统粘性阻尼器的耗能能力，但未见公开文献报道试验情况。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种惯性质量、阻尼系数可调式式惯性质量阻尼器，可在试验过程中，快速调整惯性质量和阻尼系数，方便进行多工况的模型拉索减振试验，用以验证惯性质量阻尼器的减振效果。

本发明为一种惯性质量、阻尼系数可调的惯性质量阻尼器，包括：连接件、滚珠螺杆、止推滚珠轴承、圆筒状质量块、滚珠螺母、阻尼器外壳、粘性阻尼液体、插板、角度调整装置、底座，其特征是：阻尼器分为上部分的惯质器部件和下部分的粘性阻尼器部件；惯质器部件包括：滚珠螺杆、滚珠螺母、止推滚珠轴承、圆筒状质量块。粘性阻尼器部件包括：粘性阻尼液体、插板；当滚珠螺杆上下平动时，滚珠螺母因受两端止推滚珠轴承的限制，进行高速旋转，带动固定之上的圆筒状质量块旋转，产生负刚度；同时，插板在粘性阻尼液体里往复运动，产生粘滞力，消耗耗能。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

进一步的，阻尼器通过连接件与模型拉索固定，模型拉索的振动导致滚珠螺杆的上下平动。

进一步的，圆筒状质量块的外半径根据试验要求选择，内半径与滚珠螺母的下半部分外半径相同，两者通过滚珠螺母上半部分法兰盘的孔洞进行连接。

进一步的，阻尼器通过角度调整装置中的夹头及螺栓固定惯质器部件和粘性阻尼器部件。

进一步的，角度调整装置可进行旋转，使得阻尼器与拉索垂直，角度确定后，通过螺母固定该角度。

进一步的，圆筒状质量块的内、外半径和高度决定惯性质量参数的大小，粘性阻尼液体的粘度系数、插板的面积、插板和外壳的距离决定阻尼系数的大小。

进一步的，阻尼器外壳在滚珠螺母处非完全封闭，用以方便更换圆筒状质量块。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。