[发明专利]一种半主动摆式冲击阻尼器

说明书

本发明涉及一种半主动摆式冲击阻尼器，包括刚性梁，质量球，锥形挡板，定滑轮，卷扬机，电机，在刚性梁上开设有通孔，锥形挡板固定连接在刚性梁的下方，质量球通过钢丝绳从通孔处悬吊在锥形挡板内，能够自由地绕悬吊点在任意方向摆动。电机能为卷扬机提供动力输入，钢丝绳穿过通孔并绕过定滑轮后与卷扬机相连，通过电机的正反转调整钢丝绳长度。

技术领域

本发明涉及一种半主动摆式调谐质量阻尼器，用于多灾害下主结构振动响应双向控制。

背景技术

海上柔性结构如风机基础、灯塔等在风、浪、地震、海冰等多灾害环境载荷作用下易产生剧烈的振动，给其主结构可靠性和疲劳寿命带来巨大隐患，因此，需要安装振动控制阻尼器来缓解其在多灾害作用下的振动水平。

常规的振动控制阻尼器为调谐质量阻尼器(Tune mass damper，TMD)，根据其原理分为被动式、半主动式和主动式，其中被动式阻尼器适用于频率范围较窄的单一环境激励条件，对多灾害作用下的振动控制效果不佳；主动式阻尼器需要额外配备动力源、作动机构等复杂附属设备，因成本和安装空间的限制在工程应用上较少；半主动式阻尼器结构相对简单，造价低，又能够根据外载荷激励情况，调整其自身频率，从而适用于解决多灾害下的结构振动控制问题。

由于现实结构在不同外载荷组合作用下，往往在两个水平方向均有振动时，而常规TMD仅能控制单一载荷方向的振动，这种局限性使得TMD在结构双向振动控制领域具有极差的适用性。

三维摆式阻尼器是近年来提出的一种新型阻尼器，其利用质量球的反向摆动来实现对结构的振动控制，由于质量球的摆动可以为任意方向，因此，能够对任意水平载荷激励下的振动进行控制，从而使得其在结构双向振动控制方面具有较好的使用前景。

然而，摆式阻尼器由于其摆幅较大，需要较大空间，因此，在受限空间往往不具备现实应用性，且在恶劣环境条件下有可能会对主结构造成冲击破坏(如海上风机塔筒顶部的内部直径一般为3至5m，不足以满足质量球摆动的空间需求；且在极端环境下，由于主结构运动剧烈，特别是浮式风机基础，极易造成质量球撞击塔筒，引发安全事故)，因此，需要解决其使用空间和安全性问题。为此，本发明设计了一种带锥形挡板的半主动式摆式阻尼器，实现在受限空间内对主结构在复杂多灾害作用下的双向振动进行实时控制。

发明内容

本发明提供一种带锥形挡板的半主动摆式冲击阻尼器，解决海上主结构，比如风机基础在多灾害作用下的振动问题。本发明通过以下技术方案实现的：

一种半主动摆式冲击阻尼器，包括刚性梁，质量球，锥形挡板，定滑轮，卷扬机，电机，在刚性梁上开设有通孔，锥形挡板固定连接在刚性梁的下方，质量球通过钢丝绳从通孔处悬吊在锥形挡板内，能够自由地绕悬吊点在任意方向摆动。电机能为卷扬机提供动力输入，钢丝绳穿过通孔并绕过定滑轮后与卷扬机相连，通过电机的正反转调整钢丝绳长度。

优选地，所述锥形挡板内部铺设有粘弹性材料覆盖层。

锥形挡板通过圆柱形外壳固定连接在刚性梁的下方，所述圆柱形外壳内径大于所述质量球外径，高度大于所述质量球的半径。所述圆柱形外壳内壁排布有弹性凸起，带有所述弹性凸起的圆柱形外壳内部最小尺寸小于质量球的外径，用于在弹性凸起发生挤压变形情况下收纳质量球。

在通孔内壁固定有耐磨套。

所述锥形钢制挡板外表面设有若干个加强型钢，所述加强型钢沿所述锥形钢制挡板外表面环向和纵向布置。