[实用新型]具有非线性能量阱的惯容减震系统

说明书

本实用新型提供一种具有非线性能量阱的惯容减震系统，属于土木工程结构耗能减震技术领域。本实用新型包括安装连接单元、非线性能量阱耗能单元、平面连杆型惯容单元；非线性能量阱耗能单元包括线性阻尼部件和非线性的刚度部件，线性阻尼部件为高效耗散结构的振动能量的部件，非线性的刚度部件为提供非线性的恢复力的部件；线性阻尼部件和非线性的刚度部件均与平面连杆型惯容单元连接，通过平面连杆型惯容单元为所述惯容减震系统吸能和增效。本实用新型利用平面连杆型惯容单元的两节点质量增效作用吸收振动能量，利用非线性能量阱耗能单元高效耗散振动能量，并提供非线性恢复力；有效地降低结构的动力响应，控制层间位移，具有较好的推广价值。

技术领域

本实用新型所属于土木工程结构耗能减震技术领域，尤其涉及一种具有非线性能量阱的惯容减震系统。

背景技术

消能减振技术，通过在结构产生相对运动的部位增设附加消能减振装置，当结构受到地震、风振作用时，阻尼器在结构相对运动的强迫作用下产生抵抗结构相对运动的阻力，从而利用附加减振装置的耗能作用减小结构本身的动力响应，保证了结构的安全性、舒适性和正常使用性等功能要求。

本领域惯性减震系统作为一种加速度依赖型的消能减震装置，其惯性单元是一种具有质量增效能力的两节点单元。现有的质量增效机制，主要是利用滚珠螺杆和旋转螺母将结构的径向运动转换为高速的旋转运动从而有效地耗散结构的振动能量，但此类阻尼器机械加工精度高，其采用的粘滞阻尼耗能单元要求极高的封闭性，腔体内压力高。

非线性能量阱作为一种新型的减震装置，没有固定的频率，具有非线性刚度和一定的阻尼。在振动过程中，非线性靶向能量传递将使得振动能量以一种不可逆的方式被能量阱耗能单元吸收并耗散，耗能高效且可提供非线性的装置恢复力。

发明内容

本实用新型目的在于，克服现有技术的不足，提供一种具有非线性能量阱的惯容减震系统，利用能量阱耗能高效的特点，解决传统惯容单元对加工精度要求高的问题，采用形状非线性能量阱耗能部件耗散能量，附加设计一套平面连杆型惯容吸能增效机构，联合构成一种新型惯容减震系统。

为了实现上述目标，本实用新型提供了如下技术方案：

一种具有非线性能量阱的惯容减震系统，包括安装连接单元、非线性能量阱耗能单元、平面连杆型惯容单元；

所述非线性能量阱耗能单元包括线性阻尼部件和非线性的刚度部件，所述线性阻尼部件为高效耗散结构的振动能量的部件，所述非线性的刚度部件为提供非线性的恢复力的部件；所述线性阻尼部件和非线性的刚度部件均与平面连杆型惯容单元连接，并通过平面连杆型惯容单元为所述惯容减震系统吸能和增效；

所述具有非线性能量阱的惯容减震系统通过安装连接单元设置在结构中。

进一步，所述安装连接单元包括耳环和封闭保护筒。

进一步，所述平面连杆型惯容单元包括传动杆、铰链、主动杆、连杆、被动杆、若干摇杆、若干旋转质量和若干旋转轴；

所述传动杆穿过封闭保护筒的一侧壁，其外端与耳环连接，其内端与主动杆的一端铰接；主动杆的另一端与连杆的一端铰接，连杆的另一端与被动杆的一端铰接，同时连杆与若干个摇杆连接，每个摇杆的一端都铰接在连杆上，每个摇杆的另一端各与一个旋转轴连接，同时每个旋转轴与一个旋转质量的转动中心连接，每个旋转轴的两端分别连接在封闭保护筒的内壁上；摇杆可绕旋转轴做平面圆周运动，并带动旋转质量绕旋转轴做旋转运动；

所述传动杆、主动杆、连杆、被动杆、若干摇杆位于同一平面内，且该平面与旋转质量所在平面平行。

进一步，所述线性阻尼部件为黏滞阻尼耗能部件；

所述被动杆的另一端与黏滞阻尼耗能部件的活塞杆铰接，黏滞阻尼耗能部件与封闭保护筒另一侧壁外的耳环固定连接。