[发明专利]一种TLMD减振系统

说明书

本发明公开了一种TLMD减振系统，包括TLD和多个TMD，所述TMD包括质量块、第一弹簧、第二弹簧、第三弹簧和液体组成，所述TLD也包括液体以及储液箱，其操作步骤如下：选择TMD各部件参数之前，首先测定所需减振结构的主频大小以及外部激励频谱特征，然后通过减振要求确定TMD与主体结构的模态质量比，选取范围在1％～5％之间；根据S1所确定的减振频率范围以及对应的质量值，设计TMD摆杆长度以及弹簧刚度，TMD相对主体结构对称布置。本发明多个TMD质量块振动频率可根据外部激励进行调节，实现宽频带减振，TLD液体一方面作为TMD的阻尼液，同时自身发生振动，通过晃动与储液箱壁碰撞实现减振。

技术领域

本发明涉及TLMD减振结构技术领域，尤其涉及一种TLMD减振系统。

背景技术

为了应对全球气候变化，减少温室气体排放，我国于2006年1月颁布实施了《中华人民共和国可再生能源法》，鼓励发展清洁能源并组织对全国风电场建造工作进行规划。在过去的十几年，风电基底得到迅猛发展，已经由陆地延伸到海上。与内陆风电相比，近海风电具有高风速、低风切变、低湍流、高产出等优势。我国海上风力资源丰富，风电发展潜力巨大，开发海上风力资源具有重要现实意义。

但是海上风力发电结构受力比较复杂，设计使用期内长期承受波浪、潮流以及风荷载等激励的反复作用，容易使得塔筒等结构发生疲劳破坏，增加了维护成本，缩短发电机组的使用寿命。所以减振对于风力发电结构尤其是海上风力发电塔尤其重要。

调谐质量阻尼器(TMD)是较早在结构体系中使用的一种被动减振装置，主要由质量、阻尼器、弹簧三大部件组成，一般情况只有TMD固有频率与激励频率相同或相近时才能产生较好的减振效果。

调谐液体阻尼器(TLD)首先应用在人造卫星和潜艇上，主要来抑制卫星的颤振和稳定潜艇的晃动，在上世纪80年代被应用在土木结构设计中。一般情况TLD液体阻尼较小，当激励频率与液体频率相同时，液体进入共振频率区段，此时由于旋转和涡动，液体无法提供稳态幅值和相位差减振力。在设计过程中，为了避开上述频带同时尽量发挥TLD减振作用，需提高液体的晃动阻尼值。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，如：当激励频率与液体频率相同时，液体进入共振频率区段，此时由于旋转和涡动，液体无法提供稳态幅值和相位差减振力，而提出的一种TLMD减振系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种TLMD减振系统，包括TLD和多个TMD，其特征在于，所述TMD包括质量块、第一弹簧、第二弹簧、液体和摆杆,所述相邻质量块之间通过第二弹簧连接，所述质量块与储液箱内侧壁之间通过第一弹簧连接，所述质量块的上部与摆杆连接，或者所述TMD包括质量块、第一弹簧、第二弹簧、第三弹簧和液体组成，所述相邻质量块之间通过第二弹簧连接，所述质量块与储液箱内侧壁之间通过第一弹簧连接，每个质量块与储液箱底部之间通过第三弹簧连接，所述TLD也包括液体以及储液箱，所述TMD的质量块、第一弹簧、第二弹簧、第三弹簧均浸泡在TLD液体中，其操作步骤如下：

S1：选择TMD各部件参数之前，首先测定所需减振结构的主频大小以及外部激励频谱特征，然后通过减振要求确定TMD与主体结构的模态质量比，选取范围在1%～5%之间；

S2：根据S1所确定的减振频率范围以及对应的质量值，当所述TMD包括质量块、第一弹簧、第二弹簧、液体和摆杆时，设计TMD摆杆长度以及弹簧刚度，TMD相对主体结构对称布置，当所述TMD包括质量块、第一弹簧、第二弹簧、第三弹簧和液体时，设计TMD弹簧刚度，TMD相对主体结构对称布置；

S3：TLD采用流体波动函数进行设计；储液箱外径根据主结构直径确定，内径考虑通行以及其他管线的布置要求确定；液面高度通过减振频率确定；液体与质量块以及弹簧混合运动时的阻尼大小可通过简化试验确定；储液箱底板倾斜角度可综合液体以及储液箱内、外径确定，选取在30°～60°之间。