[发明专利]一种具有可调式非线性能量阱及惯容的调谐质量阻尼器

说明书

本发明公开了一种具有可调式非线性能量阱及惯容的调谐质量阻尼器，包括屏蔽箱、非线性能量阱模块和惯容阻尼模块，非线性能量阱模块设置于屏蔽箱内，惯容阻尼模块设置在屏蔽箱上方，屏蔽箱的底座固定于主体结构；非线性能量阱模块包括多组永磁体、回复力调节台座、滑动质量块和滑动轨道，回复力调节台座成对布置在滑动质量块两侧，每组永磁体分开设置在回复力调节台座及滑动质量块上；惯容阻尼模块包括黏滞阻尼器、传动机构及飞轮，黏滞阻尼器固定于滑动质量块上，飞轮转动设置在屏蔽箱上方，传动机构连接在黏滞阻尼器与飞轮之间。通过非线性能量阱模块吸收主体结构的振动能量以及通过惯容阻尼模块实现振动能量耗散和增效，减震控制效果好。

技术领域

本发明涉及结构减震控制领域，特别涉及一种具有可调式非线性能量阱及惯容的调谐质量阻尼器。

背景技术

调谐质量阻尼器是附加于主结构的一类动力吸振器，其在高层、高耸或大跨度结构等高柔度的结构中得到越来越广泛的应用，可以对结构的地震响应、凤振响应或交通振动响应起到良好的控制作用，其通过自身与主结构之间的共振行为来吸收主结构的振动能量，并耗散振动能量，由此降低结构动力响应，保证结构的安全性、舒适性和正常使用功能。

然而，现有主流的调谐质量阻尼器都是基于线性刚度和阻尼进行设计的，只能针对目标频率产生窄频带的吸振作用，鲁棒性差，一旦主结构的振动频率与理论设计值出现一定偏差，或者主结构在地震作用或者动力作用下发生刚度退化等情况，则传统线性的调谐质量阻尼器的减振效果将显著降低。并且，传统基于线性刚度和阻尼的调谐质量阻尼器为了提高减振效果，往往要求具备很大的调谐质量，在实际工程中很难实现。

发明内容

本发明的目的是，提出一种既具有非线性能量阱机构，又耦合了惯容器功能的调谐质量阻尼器，通过新型的永磁体布局来实现非线性能量阱，达到宽频带的动力吸振功能，同时耦合了旋转轮形式的惯容元件，使共振过程的惯性增效，从而降低对调谐质量块的质量需求，同时兼顾刚度和惯容的可调性，总体达到宽频、高效的动力吸振效能。

本发明所采用的技术方案是：一种具有可调式非线性能量阱及惯容的调谐质量阻尼器，包括屏蔽箱、非线性能量阱模块和惯容阻尼模块，屏蔽箱的底部设有底座，所述非线性能量阱模块设置于所述屏蔽箱内部，所述惯容阻尼模块设置在所述屏蔽箱上方，所述调谐质量阻尼器通过所述屏蔽箱的底座固定于主体结构；

所述非线性能量阱模块包括多组永磁体、回复力调节台座、滑动质量块和滑动轨道，所述滑动质量块活动设置在所述滑动轨道上，所述回复力调节台座成对布置在所述滑动质量块的两侧，每组所述永磁体呈相对设置，每组永磁体为同极永磁体，每组永磁体分开设置在所述回复力调节台座以及所述滑动质量块上；

所述惯容阻尼模块包括黏滞阻尼器、传动机构以及飞轮，所述黏滞阻尼器的主体油腔部分固定于所述滑动质量块上，所述飞轮转动设置在所述屏蔽箱的上方，所述传动机构连接在所述黏滞阻尼器的阻尼端与所述飞轮之间。

进一步地，所述传动机构包括相互啮合的传动齿条和齿轮，所述屏蔽箱上方设置有齿条台座，所述传动齿条嵌入于所述齿条台座，所述传动齿条与所述黏滞阻尼器的阻尼端铰接，所述传动齿条沿着所述齿条台座做直线运动，所述齿轮与所述飞轮同轴转动。

进一步地，所述黏滞阻尼器为双出杆阻尼器，所述飞轮的数量为两个，所述双出杆阻尼器两端的阻尼杆分别通过传动机构与所述飞轮连接。

进一步地，所述回复力调节台座通过调节机构装配于所述底座上，所述调节机构包括螺母和螺杆，所述螺母固定设置在所述回复力调节台座的底部，所述螺杆安装在所述底座上。

进一步地，设置在所述回复力调节台座以及所述滑动质量块之间的所述永磁体为一组或多组。

进一步地，所述飞轮上设置有惯质调节块，所述飞轮沿径向设置有条形口，惯质调节块通过调节杆安装在所述条形口内。