[发明专利]一种基于剪切增稠液的附着式自调谐质量阻尼器及其使用方法

说明书

本发明公开了一种基于剪切增稠液的附着式自调谐质量阻尼器及其使用方法，包括套筒，所述套筒内设有滚珠丝杠和密封舱，所述滚珠丝杠包括质量块和丝杠，所述质量块传动连接在丝杠的外侧，所述丝杠的下端固定连接有螺旋桨，所述螺旋桨转动连接在密封舱内，所述套筒的下端固定连接有轻质板，所述轻质板的下表面固定连接有橡胶垫，本发明实现了调谐质量阻尼器的频率自调谐特性，能够有效提升阻尼器的减振效果，降低桥梁拉索的振动。

技术领域

本发明涉及阻尼器设备技术领域，具体是一种基于剪切增稠液的附着式自调谐质量阻尼器及其使用方法。

背景技术

在现有土木工程吸能减振装置中，调谐质量阻尼器(TMD)由于其构造简单、造价成本低、易于维护、不需要外部能源支持等优点，在实际工程中的应用越来越广泛，其良好减振效果也得到了大量工程验证。但是普通的质量调谐阻尼器只在特定的频率范围内具有减振效果，偏离此频率范围则减振效果不佳。

调谐质量阻尼器(TMD)最初被用于单自由度高耸结构的减振上，取得了很好的效果。这主要是因为该类型结构其振动特性以一阶振型为主，因此人们在使用TMD减振时，只需要将TMD固有频率调整为结构的一阶频率(固有频率)即可。但是，对于缆索结构(斜拉索、海底电缆、输电线等)，结构弯曲刚度很小，在受到外部荷载作用时，该类型结构很容易被激发起高阶模态。将TMD固有频率调整为该结构的特定频率(比如一阶)时，TMD的减振效果不理想。因此，对于该类型结构而言，若要使用TMD实现较好的控制效果，那么应该实现TMD固有频率的可调谐。

TMD的固有频率由其自身刚度、质量联合决定。传统的TMD采用恒定刚度弹簧和恒定质量块，因此其固有频率无法改变。有学者采用变刚度弹簧调节TMD的固有频率，但是其采用的变刚度弹簧只能通过初始调整的方式来进行改变，因此对于TMD固有频率的改变幅度不大，且不便于操作。

随着控制方法的进步，学者们纷纷采用主动调谐的方式，对TMD的固有频率进行改变，扩大其减振响应范围。不过，这些主动调谐的方式通常都是采用智能材料，需要外部能源输入，增加了经济成本也给阻尼器的后期维护增加了难度。

土木工程领域中的桥梁，一般指架设在江河湖海上，使车辆行人等能顺利通行的构筑物，为适应现代高速发展的交通行业，桥梁亦引申为跨越山涧、不良地质或满足其他交通需要而架设的使通行更加便捷的建筑物，为了提供桥梁的拉力作用一般在桥梁上方设置有桥梁拉绳。

然而现有的土木工程领域中的桥梁拉绳中一般没有设置调谐质量阻尼器(TMD)，因此现有的土木工程领域中的桥梁拉绳在车辆行驶等会产生较大的振动，从而造成不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于剪切增稠液的附着式自调谐质量阻尼器及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于剪切增稠液的附着式自调谐质量阻尼器，包括套筒，所述套筒内设有滚珠丝杠和密封舱，所述滚珠丝杠包括质量块和丝杠，所述质量块传动连接在丝杠的外侧，所述丝杠的下端固定连接有螺旋桨，所述螺旋桨转动连接在密封舱内，所述套筒的下端固定连接有轻质板，所述轻质板的下表面固定连接有橡胶垫。

作为本发明进一步的方案：所述套筒的上表面为弧形面。

作为本发明进一步的方案：所述质量块的上下端分别通过弹簧与套筒和密封舱固定连接。

作为本发明进一步的方案：所述丝杠与螺旋桨之间固定连接有连接杆。

作为本发明进一步的方案：所述密封舱上开设有圆形孔，所述连接杆的外侧壁固定连接有密封圈，所述密封圈转动连接在圆形孔内。

作为本发明进一步的方案：所述密封舱内装有剪切增稠液。

作为本发明进一步的方案：所述轻质板为泡沫或橡胶。