链式颗粒碰撞阻尼器制造技术

本发明专利技术涉及一种链式颗粒碰撞阻尼器，包括阻尼器腔体单元、颗粒群、绳索和缓冲材料。阻尼器腔体单元为长方体或圆柱体结构，可以为单个，也可以在水平或/和竖向设立多个分区，单个腔体内部悬吊一层颗粒群，颗粒群由大小不同的两种圆形颗粒组成，每个圆形颗粒通过绳索与阻尼器腔体单元顶部相应的预埋件铰接，且相邻的两个大圆形颗粒中间夹一个小圆形颗粒的形式使其对中排列，腔体内壁和底部粘贴有缓冲材料。在风或/和地震等作用下，通过颗粒群的摩擦、碰撞来转移并耗散结构的动能，大圆形颗粒与小圆形颗粒相间的链式排列可以提高颗粒间的碰撞效率，从而增加耗散，缓冲材料的引入进一步增加了阻尼器。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种链式颗粒碰撞阻尼器，包括阻尼器腔体单元、颗粒群、绳索和缓冲材料。阻尼器腔体单元为长方体或圆柱体结构，可以为单个，也可以在水平或/和竖向设立多个分区，单个腔体内部悬吊一层颗粒群，颗粒群由大小不同的两种圆形颗粒组成，每个圆形颗粒通过绳索与阻尼器腔体单元顶部相应的预埋件铰接，且相邻的两个大圆形颗粒中间夹一个小圆形颗粒的形式使其对中排列，腔体内壁和底部粘贴有缓冲材料。在风或/和地震等作用下，通过颗粒群的摩擦、碰撞来转移并耗散结构的动能，大圆形颗粒与小圆形颗粒相间的链式排列可以提高颗粒间的碰撞效率，从而增加耗散，缓冲材料的引入进一步增加了阻尼器。【专利说明】链式颗粒碰撞阻尼器
本专利技术涉及一种链式颗粒碰撞阻尼器，在一个或多个阻尼器腔体单元内部悬吊由大小不同的两种颗粒组成并间隔对中排列的颗粒群，通过大小颗粒的多次碰撞来耗能，属于土木结构(包括高层建筑、高耸结构和桥梁结构等)振动控制领域。
技术介绍
近年来，基础隔震、消能减震以及调谐减震控制等被动控制技术由于其概念简单、机理明确、造价较低、减震效果显著而在国内外土木工程中得到广泛应用。其中，通过颗粒一结构、颗粒一颗粒之间的非弹性碰撞与摩擦来实现动量交换及结构能量耗散的颗粒阻尼器，具有对原系统改动小、可靠度高、耐久性好、对温度变化不敏感、易于用在恶劣环境等优点，受到了广大土木工程研究人员的重视。 然而，目前常见的颗粒阻尼器仍存在着一定的不足:首先，传统的颗粒阻尼器内颗粒堆叠在一起，这样极大地限制了颗粒的运动能力，减振效果不佳；其次，颗粒群由尺寸相同的颗粒组成，在外激励下碰撞次数较少从而能量耗散效果差；此外，颗粒阻尼器在工作时会产生较大的噪声，而噪声的产生与颗粒的数量及质量密切相关。因此，在现有颗粒阻尼器的基础上加以改进，采用两种不同尺寸的圆形颗粒使其间隔排列并实现球心对中碰撞，形成链式颗粒碰撞阻尼器，可以有效提高耗能能力并降低噪声，这对于实际工程的减震控制具有重大的意义。
技术实现思路
为了解决传统颗粒阻尼器由于颗粒尺寸一致而碰撞次数较少、颗粒堆叠导致的耗能能力有限的问题，同时降低碰撞阻尼器工作时产生的较大噪声，本专利技术的目的在于提出一种链式颗粒碰撞阻尼器，该装置在发挥传统颗粒阻尼器优势的基础上加以改进，即在一个或多个阻尼器腔体内部悬吊由大小不同的两种圆形颗粒组成并间隔对中排列的颗粒群，同时附加缓冲材料。本阻尼器构造简单、消能减震效果好。在风或/和地震等作用下，由于该阻尼器中相邻颗粒的尺寸不同，因此在一个或多个腔体内的颗粒群可以通过颗粒与颗粒、颗粒与阻尼器腔体间的多次摩擦、碰撞来转移并耗散结构能量，缓冲材料也增加了耗能能力。 为了实现上述目的，本专利技术采取如下技术方案。 本专利技术的一种链式颗粒碰撞阻尼器，包括:阻尼器腔体单元1、颗粒群2、绳索3和缓冲材料4，阻尼器腔体单元I为一个或多个，每个阻尼器腔体单元I为长方体或圆柱体结构，每个阻尼器腔体单元I内悬吊一层颗粒群2，阻尼器腔体单元I内壁和底部上覆盖有缓冲材料4 ;颗粒群2由大小不同的两种圆形颗粒组成，每个圆形颗粒通过绳索3与阻尼器腔体单元I顶部相应的预埋件铰接，且相邻的两个大圆形颗粒中间夹一个小圆形颗粒的形式使其对中排列；多个阻尼器腔体单元I为水平或竖直设置；在风或/和地震等作用下，通过颗粒群的摩擦、碰撞来转移并耗散结构的动能，大小颗粒相间的链式排列可以提高颗粒间的碰撞效率，从而增加耗散，缓冲材料的引入进一步增加了阻尼器的耗能能力。 本专利技术中，所述颗粒群2由两种不同尺寸的三或五个圆形颗粒组成，所述圆形颗粒是钢球、混凝土球、玻璃球或陶瓷球中的任一种或多种；圆形颗粒直径为2mm-50mm,小圆形颗粒与大圆形颗粒质量比为0.05-0.2。 本专利技术中，所述颗粒群2在水平面投影面积为阻尼器腔体单元I水平面积的30%-50%，颗粒群2的体积为阻尼器腔体单元I体积的5%-20%。 本专利技术中，所述缓冲材料4包括橡胶、泡沫塑料或针织棉中任一种或多种，以增加碰撞所耗散的能量。 与现有技术相比，本专利技术的优点如下:I)试验表明，与由尺寸一致的圆形颗粒组成的传统颗粒阻尼器相比，采用两种不同尺寸的圆形颗粒间隔排列使其球心对中碰撞的形式，在外激励下可以更快达到稳定状态，并且峰值位移和峰值加速度降低了约17% — 33%。 2)本专利技术中颗粒群由部分小颗粒代替传统颗粒阻尼器中的大颗粒，减轻了颗粒群的质量，有效降低了碰撞时的噪声水平。 3)本专利技术阻尼器腔体单元构造形式简单，可以根据基本结构的特点设置不同的组合方式，使阻尼器布置位置更为灵活，适用于不同方向的地震作用，以达到较好的减震效果O 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术链式颗粒碰撞阻尼器正立面图；图2为本专利技术链式颗粒碰撞阻尼器侧立面图；图3为本专利技术链式颗粒碰撞阻尼器俯视图。 图中标号:1为阻尼器腔体单元，2为颗粒群，3为绳索，4为缓冲材料。 【具体实施方式】 下面结合附图详细说明本专利技术的【具体实施方式】。 实施例1:如图1所示，为本专利技术的一种链式颗粒碰撞阻尼器实施例，其主要包括阻尼器腔体单元1、在腔体内悬吊的颗粒群2、绳索3和缓冲材料4。 阻尼器腔体单元I是由5mm-10mm厚的钢板焊接而成的长方体或圆柱体形的空腔，通过一定的方式与结构固定。组成颗粒群2的每个颗粒通过绳索3与阻尼器腔体单元I顶部相应的预埋件铰接，且相邻的两个大圆形颗粒中间夹一个小圆形颗粒的形式使其对中排列。绳索3的长度应根据结构的频率依据相关理论求得。组成颗粒群2的圆形颗粒直径为2mm-50mm，大圆形颗粒与小圆形颗粒质量比为0.05-0.2，颗粒群2在水平面投影面积为阻尼器腔体单元I水平面积的30%-50%，颗粒群2的体积为阻尼器腔体单元I体积的5%-20%。阻尼器腔体单元I内壁和底部上贴上缓冲材料4 (比如5mm厚的橡胶、泡沫塑料或针织棉)。【权利要求】1.一种链式颗粒碰撞阻尼器，包括阻尼器腔体单元(I)、颗粒群(2)、绳索(3)和缓冲材料(4)，其特征在于:阻尼器腔体单元(I)为一个或多个，每个阻尼器腔体单元(I)为长方体或圆柱体结构，每个阻尼器腔体单元(I)内悬吊一层颗粒群(2)，阻尼器腔体单元(I)内壁和底部上覆盖有缓冲材料(4);颗粒群(2)由大小不同的两种圆形颗粒组成，每个圆形颗粒通过绳索(3)与阻尼器腔体单元(I)顶部相应的预埋件铰接，且相邻的两个大圆形颗粒中间夹一个小圆形颗粒的形式使其对中排列；多个阻尼器腔体单元(I)为水平或竖直设置；在风或/和地震等作用下，通过颗粒群的摩擦、碰撞来转移并耗散结构的动能，大圆形颗粒与小圆形颗粒相间的链式排列提高颗粒间的碰撞效率，增加耗散。2.根据权利要求1所述的链式颗粒碰撞阻尼器，其特征在于:颗粒群(2)由两种不同尺寸的三或五个圆形颗粒组成，所述圆形颗粒是钢球、混凝土球、玻璃球或陶瓷球中的任一种或多种；圆形颗粒直径为2mm-50mm,小圆形颗粒与大圆形颗粒质量比为0.05-0.2 ;颗粒群(2)在水平面投影面积为阻尼器腔体单元(I)水平面积的30%-50%，颗粒群(2)的体积为阻尼器腔体单元(I)体积的5%-20%。3.根据权利要求1所述的链式颗粒碰撞阻尼器，其特征在于:所述缓冲材本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种链式颗粒碰撞阻尼器，包括阻尼器腔体单元（1）、颗粒群（2）、绳索（3）和缓冲材料（4），其特征在于：阻尼器腔体单元（1）为一个或多个，每个阻尼器腔体单元（1）为长方体或圆柱体结构，每个阻尼器腔体单元（1）内悬吊一层颗粒群（2），阻尼器腔体单元（1）内壁和底部上覆盖有缓冲材料（4）；颗粒群（2）由大小不同的两种圆形颗粒组成，每个圆形颗粒通过绳索（3）与阻尼器腔体单元（1）顶部相应的预埋件铰接，且相邻的两个大圆形颗粒中间夹一个小圆形颗粒的形式使其对中排列；多个阻尼器腔体单元（1）为水平或竖直设置；在风或/和地震等作用下，通过颗粒群的摩擦、碰撞来转移并耗散结构的动能，大圆形颗粒与小圆形颗粒相间的链式排列提高颗粒间的碰撞效率，增加耗散。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁正，陈筱一，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31