[发明专利]摩擦摆型惯容调谐系统

说明书

本发明涉及一种用于土木工程和能源基础设施领域的摩擦摆型惯容调谐系统，建立了双重的减振调谐机制，包括摩擦摆调谐耗能单元、惯容型阻尼单元，来调整系统频率并进行减振控制。同时，该装置利用惯容单元中飞轮的旋转吸收和存储能量；摩擦摆调谐单元以及惯容型摩擦增效单元的摩擦作用来耗散能量。利用这种双调谐的机制，提高了该减振系统有效减振控制的频带宽度，提高了装置整体的吸能效果。利用惯容的吸能和耗能增效原理，显著地降低了调谐质量块所需要的附加质量，限制了调谐系统的内部变形，提供了一种轻量化高效型的调谐减振装置，不仅节省了装置所需要的安装空间，显著提高了摩擦摆型调谐质量阻尼器的耗能效率,具有广泛的推广和应用前景。

技术领域

本发明属于土木工程结构耗能减振技术领域，尤其涉及一种摩擦摆型惯容调谐系统。

背景技术

消能减振技术作为一种非常有效的减振手段，被引入土木工程领域几十年，其效果已经被许多强烈地震和飓风所验证。消能减振技术通过在结构中增设特殊的耗能装置来达到减振目标，该装置可以在结构受地震或强风等受迫振动作用时，利用装置自身的耗能特性消耗输入结构的能量，减小结构本体的振动响应，从而保证了结构的安全性、舒适性，保护了人民的人身财产安全。

本领域中摩擦摆型调谐质量阻尼器构造简单实用，通过附加调谐质量块，调谐结构的自振频率，滑块的滑动摩擦消耗振动能量，抑制结构的振动响应。但是摩擦摆型调谐质量阻尼器自复位能力不足，耗能效率受到摩擦面系数、滑块滑动距离等限制，效率不高；为了实现目标性能需求所需要的附加物理质量过大。

发明内容

本发明目的在于，克服现有技术的不足，采用摩擦滑块和惯容型摩擦增效单元同时作用耗散能量，并附加设计一套液体型惯容机构和调谐质量单元，联合构成一种新型的摩擦摆型惯容调谐系统。

本发明需要保护的技术方案概括为：

一种摩擦摆型惯容调谐系统，包括调谐质量块、摩擦摆调谐耗能单元、惯容型摩擦增效单元和安装底座；所述调谐质量块与安装底座上下设置；所述摩擦摆调谐耗能单元和惯容型摩擦增效单元并排安装于调谐质量块与安装底座之间；所述惯容型摩擦增效单元用于该系统的质量调谐、能量吸收、摩擦阻尼耗能增效。

进一步，所述惯容型摩擦增效单元包括上连接齿板、旋转轴、若干飞轮、下连接齿板、齿轮组单元、摩擦面；所述下连接齿板置于安装底座上，所述上连接齿板安装在调谐质量块下，两连接齿板方向相同，且齿面上均贴有摩擦面；所述齿轮组单元置于上连接齿板和下连接齿板之间，并与两连接齿板咬合，能在调谐质量块的带动下在作往复运动；所述旋转轴固定穿设于齿轮组单元的转动中心，若干飞轮固定在旋转轴上。

进一步，所述摩擦摆调谐耗能单元包括摩擦滑块、上摩擦面、限位块、上连接板、安装螺栓和下摩擦面；所述下摩擦面通过安装螺栓固定在安装底座上，所述上连接板安装于调谐质量块之下，所述上连接板底部设置上摩擦面；所述摩擦滑块位于上摩擦面和下摩擦面之间；在调谐质量块发生位移时，所述摩擦滑块的下表面能在下摩擦面内发生滑动，其上表面能在上摩擦面内滑动；沿所述摩擦摆调谐耗能单元和惯容型摩擦增效单元的并排方向，下摩擦面在其两端分别装有限位块，以防止调谐质量块位移较大时，所述摩擦滑块滑出下摩擦面。

进一步，所述上摩擦面的摩擦系数、下摩擦面的摩擦系数、下摩擦面的曲率半径，根据减振目标和所需的摩擦耗能效果、惯容耗能单元的表观质量、调谐频率进行调整。

本发明与现有技术相比，具有以下优点与有益效果：

1.本发明建立了双重的减振调谐机制，包括摩擦摆调谐耗能单元、惯容型阻尼单元，通过摩擦面的曲率半径、调谐质量块的质量和飞轮的数量来调整系统频率并进行减振控制。利用这种双调谐的机制，提高了该减振系统有效减振控制的频带宽度，提高了装置整体的吸能效果。