[发明专利]一种磁力TMD控制装置

说明书

本发明公开一种磁力TMD控制装置。本装置包括质量块、限位装置、弹簧、底板、磁力阻尼耗能减振系统，所述质量块通过限位装置与底板相连接，所述限位装置为伸缩套筒结构，所述限位装置上设置有压缩弹簧；所述磁力阻尼耗能减振系统由上永磁体和下永磁体构成，所述上永磁体安装在质量块底部，所述下永磁体与底板固接；所述上永磁体的下表面和下永磁体的上表面磁性相反。本装置优点是实现了对结构的耗能减振，且对桥梁结构竖向振动进行控制，效果显著。

技术领域

本发明涉及结构振动控制技术领域，具体地说是一种磁力TMD控制装置。

背景技术

在土木工程领域高速发展的今天，出现了大量轻质、柔性结构，该类结构具有质量小、跨度大、阻尼小、固有频率低等特点。当行人步频和结构固有频率接近，容易引发结构共振，产生较大的响应。轻则引起行人舒适度问题，使人恐惧害怕，头晕呕吐，重则振动导致结构破坏，建筑物倒塌破坏，损害人身和财产安全。为了减少事故的发生率和生命财产的损失，需要对此类大跨度结构进行振动控制。被动控制通常被作为首选，该方法通过增加吸能减振装置增加结构阻尼，进而达到减振的目的。

传统的振动控制方法主要有增加结构阻尼、隔振和吸振的等。竖向减振用的TMD阻尼形式主要为液体粘滞阻尼器(如专利号为201010137516.2公开的“一种悬吊式的调频质量阻尼器”)。但粘滞阻尼器存在不易养护、漏油、以及后期阻尼难调节等问题。橡胶阻尼材料，阻尼材料存在易老化，耐久性差等问题。也有研究者开发了电涡流阻尼TMD(见专利号为201510687582.X，名称为“一种用于天桥的装配式电涡流调谐质量阻尼器及制作方法”),但现有的电涡流阻尼器受导体板大小的影响，致使质量块运动位移较小，且存在漏磁的问题。随着 TMD的广泛发展，用来控制冲击荷载的磁力减振器(见专利号为 CN201020259888.8，名称为“一种双推磁力器的减震装置”)也应运而生。该装置不仅能提供较高阻尼，而且磁力可增加阻尼器的等效刚度，可降低弹性元件的刚度系数，节约成本。但是刚度受磁力影响，频率也难以确定，因此难以应用到结构工程中。为此本专利对磁力阻尼器重新进行设计，弥补传统方法的不足，使其能够应用到桥梁结构中。

磁力TMD振动控制装置设计与实现是需要结合实际生产应用，并考虑实际工程需要和自身研发设计水平。该装置能减小结构振动达到吸能减振目的，使科技应用于实际工程。此装置可对结构竖向振动进行控制，减小竖向挠度和结构响应，使结构在荷载激励下满足可靠度指标，进而行人安全得到保障。

发明内容

本发明的目的在于提出一种磁力TMD控制装置，本装置可靠性高、工作稳定、使用寿命长且制作简单；本装置能实现对结构竖向振动的控制，对大型冲击荷载下结构的振动具有较好的控制效果，而且不会对环境造成影响。

为实现上述目的，本发明所述一种磁力TMD控制装置，包括质量块、限位装置、弹簧、底板、磁力阻尼耗能减振系统，所述质量块通过限位装置与底板相连接，所述限位装置为伸缩套筒结构，所述限位装置上设置有压缩弹簧；所述磁力阻尼耗能减振系统由上永磁体和下永磁体构成，所述上永磁体安装在质量块底部，所述下永磁体与底板固接；所述上永磁体的下表面和下永磁体的上表面磁性相反。

所述限位装置的伸缩套筒结构由套筒壳及套筒芯组成，所述套筒壳套设于套筒芯外，所述套筒壳的一端与底板相连接，套筒壳的另一端设置有限位卡扣；所述套筒芯的一端与质量块底部相连接，套筒芯的另一端设置有限位凸起，所述限位卡扣与限位凸起相匹配。

所述套筒芯的高度大于等于套筒壳的高度。

所述压缩弹簧设置于限位装置外部，支撑弹簧承受轴向压力后的高度大于套筒芯的高度小于套筒芯与套筒壳高度的和。

所述压缩弹簧设置于套筒壳内，支撑弹簧承受轴向压力后的高度小于套筒壳的高度。

所述限位装置在质量块与底板间设置有四个，分别为第一限位杆、第二限位杆、第三限位杆、第四限位杆，所述第一限位杆、第二限位杆、第三限位杆、第四限位杆均匀分布设置于质量块与底板间。