[实用新型]一种复合非线性能量阱减振装置

说明书

本实用新型公开了一种复合非线性能量阱减振装置，属于起重船吊物系统抑摆、建筑与桥梁的抗风与抗震领域。该装置包括底板、X向非线性轨道、Y向非线性轨道、球体以及挡盖；X向非线性轨道、Y向非线性轨道分别沿X轴及Y轴方向分布，且二者的中心沿Z轴上下分布；X向非线性轨道、Y向非线性轨道的两端均设有挡盖，且内部均设有球体；各球体能在对应的X向非线性轨道、Y向非线性轨道内自由移动，且各球体在对应的X向非线性轨道、Y向非线性轨道的各个位置处的法向力的方向分别为球体所在各个位置处对应的轨道斜率的函数。本实用新型的两个球体分别在各自的轨道上移动时，可指向三维空间里的任意方向，可满足装置在工作中复杂的减振要求。

技术领域

本实用新型属于起重船吊物系统抑摆、建筑与桥梁的抗风与抗震领域，更具体地，涉及一种复合非线性能量阱减振装置，利用被动控制系统，在不需要输入外部能量的情况下，通过抑摆装置和受控装置/结构之间的相互作用，提供控制力，以达到抑制吊物系统摆动或减小结构振动的目的。

背景技术

复杂海况下采用工程船船舶进行安装施工作业时，吊钩产生的受迫振动幅度过大，在工程船上，吊钩实测摆动幅度达正负10米(沿着轮船的横向和纵向摆动)，运动特性为平动(摆+转动)。需要控制的目标是减小吊钩的横向和纵向摆动，提高施工作业效率。

传统非线性能量阱是一种无源能量吸收器，由一个辅助质量体和一个非线性轨道组成，能减少固定结构受到冲击激发的振动，但在摆动结构中，振动幅度过大，并且其反作用力可指向的方向少，减振效果不够显著，难以适用于复杂的减振或抑摆要求。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种复合非线性能量阱减振装置，其目的之一在于，通过轨道复合的方式实现反作用力的任意指向，从而能够适用于复杂的减振要求。

为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种复合非线性能量阱减振装置，包括：底板、X向非线性轨道、Y向非线性轨道、球体以及挡盖；

X向非线性轨道、Y向非线性轨道分别沿X轴及Y轴方向分布，且二者的中心沿Z轴上下分布；X向非线性轨道、Y向非线性轨道的两端均设有挡盖，且内部均设有球体；各球体能在对应的X向非线性轨道、Y向非线性轨道内自由移动，且各球体在对应的X向非线性轨道、Y向非线性轨道的各个位置处的法向力的方向分别为球体所在各个位置处对应的轨道斜率的函数。

本实用新型的另一目的在于，通过多重能量耗散方式，在有限的空间结构内进一步提升减振效果。为了实现上述目的，进一步地，各挡盖朝向对应球体的一侧均设有阻尼橡胶。

进一步地，X向非线性轨道、Y向非线性轨道均为金属制成，优选地，该金属为铜；各球体的径向均设有环形磁铁。

进一步地，X向非线性轨道、Y向非线性轨道的轨迹曲线为圆函数或高次曲线。

进一步地，X向非线性轨道、Y向非线性轨道均为管状轨道。

进一步地，挡盖在X向非线性轨道和/或Y向非线性轨道上的位置可调。

进一步地，X向非线性轨道和/或Y向非线性轨道的至少一端沿纵切面方向开设有沟槽，将该端部分割为杈状，且该杈状部分设有至少一排第一限位孔；该端部对应的挡盖的端面上开设有形状与杈状部分横截面对应的安装槽，且该挡盖的侧壁上开设有与第一限位孔对应的至少一个第二限位孔；通过销钉或螺栓插入第二限位孔和不同的第一限位孔，以进行挡盖的位置调节及固定。

总体而言，本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1、复合非线性能量阱减振装置选用两根非线性轨道分别在X和Y方向交叉布置，当两个球体分别在各自的轨道上移动时，理论上复合而成的反作用力，可指向三维空间里的任意方向，可满足装置在工作中复杂的减振要求。