[发明专利]内碰振型多质量阻尼器

说明书

本发明公开了一种内碰振型多质量阻尼器，其中的第一质量块通过一号弹性元件与安装板连接，起到对全部附加质量块的运动限位的作用，能够防止附加质量块脱离导轨的情况发生；再者，该阻尼器具有两种耗能机制，其一为相邻的附加质量块之间发生碰撞后实现的碰撞耗能，其二为各附加质量块在导轨上运动过程中实现的运动耗能，二者的叠加极大提高了整体的减振效率；同时，由于碰撞发生在相邻的附加质量块之间，不会对安装其的主体结构产生碰撞瞬间的巨大作用力，能够有效避免主体结构被局部破坏的情况发生。

技术领域

本发明涉及结构控制装置领域，特别涉及一种内碰振型多质量阻尼器。

背景技术

现有技术中常见的质量阻尼器有以下几种：调谐质量阻尼器(TMD)、非线性能量阱(NES)及碰振型质量阻尼器。

其中，调谐质量阻尼器中的弹簧部件是线性弹簧，线性弹簧的刚度不会随自身的伸缩变化。因此，当调谐质量阻尼器的附加质量和弹簧刚度确定后，调谐质量阻尼器只有一个不变的自振频率。当主体结构自振频率发生变化时，调谐质量阻尼器与主体结构不再调谐，两者之间无法形成有效的共振机制，调谐质量阻尼器的减振性能将大大退化，即调谐质量阻尼器对主体结构动力特性敏感。

而对于非线性能量阱，其刚度随位移而变化，具有连续变化的自振频率，因此可与众多频率发生共振。然而，当结构受到的荷载很小(很大)时，NES位移很小(很大)，其对应刚度也很小(很大)，即输入能量较小(较大)时NES的自振频率较小(较大)。两种情况下，NES的自振频率与主体结构的自振频率相差大，难以形成有效的共振机制，减振能力退化，即非线性能量阱对输入能量大小敏感。

对于调谐质量阻尼器和非线性能量阱的敏感问题，碰振型质量阻尼器在质量阻尼器的基础上增加了碰撞耗能机制，能量可通过碰撞快速耗散，在同等质量的情况下，减振效率大幅提高。但是，碰振型质量阻尼器的碰撞发生在附加质量和主体结构之间，碰撞发生瞬间将产生巨大的加速度和作用力，容易造成构件受力过大而发生局部破坏，并加剧使用者的人体感官和心理恐慌。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种减振效率高的内碰振型多质量阻尼器，能够大幅度减小应用其的建筑结构、机械、设备等主体结构的振动响应。

根据本发明实施例的内碰振型多质量阻尼器，包括安装板、导轨及至少三个附加质量块，其中，导轨固定在所述安装板上，各所述附加质量块均滑动安装在所述导轨上，以位于两端的所述附加质量块为第一质量块，各所述第一质量块分别通过一号弹性元件与所述安装板相连。

根据本发明实施例的内碰振型多质量阻尼器，至少具有如下有益效果：此内碰振型多质量阻尼器，其中的第一质量块通过一号弹性元件与安装板连接，起到对全部附加质量块的运动限位的作用，能够防止附加质量块脱离导轨的情况发生；再者，该阻尼器具有两种耗能机制，其一为相邻的附加质量块之间发生碰撞后实现的碰撞耗能，其二为各附加质量块在导轨上运动过程中实现的运动耗能，二者的叠加极大提高了整体的减振效率；同时，由于碰撞发生在相邻的附加质量块之间，不会对安装其的主体结构产生碰撞瞬间的巨大作用力，能够有效避免主体结构被局部破坏的情况发生。

根据本发明的一些实施例，各所述附加质量块朝向邻接所述附加质量块的侧面为碰撞面，所述碰撞面上覆盖有变形层。

根据本发明的一些实施例，所述变形层的材质为刚性材料或者弹性材料或者粘滞材料。

根据本发明的一些实施例，所述安装板上设有固定装置，各所述一号弹性元件的一端连接所述第一质量块且另一端连接至所述固定装置。

根据本发明的一些实施例，所述固定装置包括分别设置在所述导轨两侧的立件，两侧的所述立件和各所述第一质量块之间分别连接有所述一号弹性元件。

根据本发明的一些实施例，以位于中间的所述附加质量块为第二质量块，各所述第二质量块与两侧的所述立件通过二号弹性元件相连。