[发明专利]一种滑道式的非线性能量阱减振装置

说明书

一种滑道式的非线性能量阱减振装置，涉及抗震及减隔震装置技术领域，包括底座、减振机构，底座预留有用以固接待减振结构的螺栓孔，减振机构包括相互平行设置于底座上端面的一对金属滑槽，金属滑槽的底端与底座的上端面固定连接，任一所述的金属滑槽上均滑动连接有一对非线性能量阱，一对金属滑槽的中间且位于非线性能量阱的上方设有质量箱，质量箱的下端面与任一非线性能量阱的上端面之间分别设有非线性弹簧，非线性弹簧的上端与邻近的质量箱的下端面角部固定连接、下端与非线性能量阱的上端面固定连接。本发明构造简单、易操作、可更换部件，对于单自由度和两自由度结构振动的抑制均适用，减振效果显著，对频率域鲁棒性良好。

技术领域

本发明涉及抗震及减隔震装置技术领域，具体涉及一种滑道式的非线性能量阱减振装置。

背景技术

我国是地震频发的国家之一，地震造成的的损失和灾害已经非常严重，所以建筑结构防震减灾一直是研究人员的研究重点。

建筑结构的减震就是通过在建筑结构上附加耗能装置，把主体结构上的能量转移到附加结构上，从而减小建筑物的震动，实现减振控制。

减振控制一般分为被动控制、主动控制、半主动控制、智能控制和混合控制。非线性能量阱(Nonliner Energy Sink,简称NES)是一种靶能量传递的非线性被动减振装置，在控制结构振动过程中，以靶能量传递的方式从建筑结构把能量传递到非线性能量阱装置中，并且能量传递是单向不可逆的，而且具有传递的效率高、速度快、对于能量大小的选择性强等特点，在航天领域和机械中均有应用。

然而，现有技术中的非线性减振装置大多结构复杂，操作困难，且相关部件无法更换，尤其是对结构的自由振动或结构在振动峰值附近的强迫振动抑制效果不足，对不同结构在不同频率下振动的控制适用性低。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种滑道式的非线性能量阱减振装置，该装置构造简单、易操作、可更换部件，对于单自由度和两自由度结构振动的抑制均适用，减振效果显著，对频率鲁棒性良好。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种滑道式的非线性能量阱减振装置，包括底座、以及位于底座上端的减振机构，所述的底座预留有用以固接待减振结构的螺栓孔，所述的减振机构包括相互平行设置于底座上端面的一对金属滑槽，所述的金属滑槽的底端与底座的上端面固定连接，任一所述的金属滑槽上均滑动连接有一对非线性能量阱，所述的一对金属滑槽的中间且位于非线性能量阱的上方设有质量箱，所述的质量箱的下端面与任一非线性能量阱的上端面之间分别设有非线性弹簧，所述的非线性弹簧的上端与邻近的质量箱的下端面角部固定连接、下端与非线性能量阱的上端面固定连接。

优选的，所述的金属滑槽为开口朝上的弧形结构，所述的非线性能量阱围绕质量箱的纵轴线均匀分布，在非线性能量阱的下端面外侧的角棱处还设有与金属滑槽相配合的倒角斜面，所述的倒角斜面处安装有橡胶滑轮，所述的非线性能量阱通过橡胶滑轮与金属滑槽滑动连接。

优选的，所述的质量箱包括由钢板制成的立方体形壳体、以及贯通壳体前后端面的管状圆孔，所述的管状圆孔内可拆卸固定连接有质量块。

优选的，所述的质量块为实心圆钢棒，所述的实心圆钢棒镶嵌在管状圆孔内，在管状圆孔的两端还设有螺纹盖。

优选的，所述的底座包括上层钢板、下层钢板、以及位于上层钢板和下层钢板之间的橡胶层，所述的上层钢板、橡胶层、下层钢板通过高强度螺栓固定连接。

优选的，所述的金属滑槽由耐磨、耐腐蚀材料制成；所述的橡胶滑轮由聚氨酯橡胶材料制成。

优选的，所述的金属滑槽的槽底及槽壁的厚度不小于8mm，所述的上层钢板、下层钢板的厚度不小于5mm，所述的橡胶层的厚度不小于10mm。

优选的，所述的质量箱和质量块的的总质量为待减振结构质量的1％—5％。