一种适用于缩尺模型试验的调谐质量阻尼器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种适用于缩尺模型试验的调谐质量阻尼器，包括支架系统、弹性棒、磁性质量块和与所述磁性质量块相配合的金属薄板，所述金属薄板设于所述支架系统上，所述磁性质量块通过所述弹性棒设于所述支架系统上并与所述金属薄板相对设置，所述弹性棒的长度可调节，且所述磁性质量块与所述金属薄板之间的距离可调节。本实用新型专利技术的适用于缩尺模型试验的调谐质量阻尼器为一种频率和阻尼可调的调谐质量阻尼器装置，可以提供该附加质量块下最优的频率与阻尼，使调谐质量阻尼器的控制效果达到最佳，以满足缩尺模型试验的要求，为如何在缩尺模型试验中准确模拟调谐质量阻尼器的抑振作用提供了新思路。的抑振作用提供了新思路。的抑振作用提供了新思路。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于缩尺模型试验的调谐质量阻尼器


[0001]本技术属于土木工程结构试验
，尤其涉及一种调谐质量阻尼器。

技术介绍

[0002]调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper，简称TMD)由于其构造简单、成本低、性能可靠，是目前工程中应用最广的结构控制装置。TMD的减振控制原理是：把TMD接到主结构上，通过将惯性质量和主结构控制振型谐振把主结构的能量传递给TMD，从而达到抑制主结构振动的目的。
[0003]随着桥梁跨度的增大及超高层建筑越来越多，风振成为越来越突出的问题。TMD已被广泛应用于大跨度桥梁和超高层建筑的振动控制。风洞试验已成为检验大跨度桥梁及超高层建筑抗风性能必不可少的一个环节。由于缩尺比的影响，不能把实际使用的TMD直接缩尺下来用在试验中，需根据所要控制的振型按缩尺比计算TMD的附加质量、刚度和阻尼等。现有技术中未见有结构简单、模拟效果好的适用于缩尺模型试验的调谐质量阻尼器。

技术实现思路

[0004]本技术所要解决的技术问题是克服以上
技术介绍
中提到的不足和缺陷，提供一种结构简单、频率和阻尼可调的适用于缩尺模型试验的调谐质量阻尼器。为解决上述技术问题，本技术提出的技术方案为：
[0005]一种适用于缩尺模型试验的调谐质量阻尼器，包括支架系统、弹性棒、磁性质量块和与所述磁性质量块相配合的金属薄板，所述金属薄板设于所述支架系统上，所述磁性质量块通过所述弹性棒设于所述支架系统上并与所述金属薄板相对设置，所述弹性棒的长度可调节，且所述磁性质量块与所述金属薄板之间的距离可调节。
[0006]本技术中，上述弹性棒可采用亚克力棒，主要用于提供附加质量块的弹性刚度，可以通过改变弹性棒的长度调节附加质量块的频率。上述磁性质量块可采用永磁铁，永磁铁在市面上容易得到，永磁体即为调谐质量阻尼器的质量块，可以通过叠加不同块数的永磁体以满足不同质量比下附加质量块重量的要求。上述金属薄板采用任何导电的金属薄板均可，考虑到铝板相对较轻，可以最大程度的减小装置的附加重量，因此，金属薄板可采用铝板。上述铝板的作用是为了切割磁感线，在铝板内部形成电涡流，阻碍磁性质量块的运动，即提供了阻尼。上述支架系统均可采用有机玻璃板。
[0007]上述调谐质量阻尼器中，优选的，所述支架系统包括第一支架和第二支架，所述第一支架包括底板和侧板，所述弹性棒设于所述侧板上，所述金属薄板设于所述第二支架上。
[0008]上述调谐质量阻尼器中，优选的，所述弹性棒的一端可移动的设于所述侧板上，所述磁性质量块设于所述弹性棒的另一端上。上述弹性棒可移动的设置在侧板上，可以调节磁性质量块与侧板之间的距离，以达到调节磁性质量块频率的目的。上述弹性棒与侧板的连接关系不限，可采用下文中的螺栓组件连接。
[0009]上述调谐质量阻尼器中，优选的，所述弹性棒的一端通过螺栓组件可移动的设于
所述侧板上，所述螺栓组件包括相配合的螺杆和螺母，所述侧板上开设有供所述螺杆穿过的螺孔，所述螺杆上开设有供所述弹性棒穿过的通孔，所述弹性棒可移动的设于所述螺杆上。本技术中，把弹性棒插入螺杆中的通孔中，再把螺杆插入侧板中的螺孔，拧紧螺母，即将弹性棒固定于第一支架的侧板上。通过移动弹性棒，可以调节弹性棒的长度(即磁性质量块与侧板之间的距离)，以调节磁性质量块的频率。
[0010]上述调谐质量阻尼器中，优选的，所述支架系统包括可相对移动的第一支架和第二支架。第一支架与第二支架可相对移动可以调节磁性质量块与所述金属薄板之间的距离，以达到调节磁性质量块阻尼的目的。上述第一支架与第二支架可相对移动的设置方式不限，可采下文中倒U型槽的方式实现可相对移动。
[0011]上述调谐质量阻尼器中，优选的，所述第二支架包括倒U型槽，所述倒U型槽的槽宽和槽高与所述底板相匹配，所述倒U型槽可滑动的扣设于所述底板上，所述金属薄板设于所述倒U型槽上。上述倒U型槽的槽宽和槽高可与底板同宽同高。通过滑动倒U型槽，可以实现第一支架与第二支架相对位置的调节，可以调节磁性质量块与所述金属薄板之间的距离，以调节磁性质量块的阻尼。上述设置方式结构简单，易于实现。
[0012]上述调谐质量阻尼器中，优选的，所述金属薄板底部设有便于所述金属薄板与所述支架系统固定的垂直弯折部。垂直弯折部可由金属薄板垂直弯折而得(即金属薄板呈L型)，垂直弯折部的存在，可以便于金属薄板固设于与第二支架上。上述金属薄板高度约为磁性质量块距离底板高度的两倍，金属薄板宽度大致与底板同宽。
[0013]上述调谐质量阻尼器中，优选的，所述磁性质量块为分体式结构，所述磁性质量块主要由多个分体式小块叠加而成。磁性质量块即为调谐质量阻尼器的质量块，采用分体结构易于通过叠加不同块数的分体式小块以满足不同质量比下附加质量块重量的要求，可以模拟不同质量比的减振效果。
[0014]一般而言，在待减振结构上安装TMD之前，通常需要验证TMD与待减振结构之间的匹配关系，通常将TMD与待测减振结构缩小用于模拟试验，而由于缩尺比的影响，不能把实际使用的TMD直接缩尺下来用在模拟试验中，不能光只把TMD尺寸缩小，关键的是要把TMD的参数缩小，要设计一个装置能满足缩小后的各项参数。本技术的TMD具体应用过程如下：首先要选定一个质量比(质量比是指TMD阻尼器附加质量块与目标等效模态质量的比值，实际工程一般取1
‑
5％，不同质量比下最优频率和最优阻尼是不一样的)，然后再根据质量比得到最优频率和最优阻尼(该得出过程为本领域公知的)，并调整TMD能提供最优的频率和最优阻尼，再由此验证缩小后TMD对缩小后的待减振结构的抑振效果。上述调整TMD提供最优的频率通过调整弹性棒的长度来调整，最优阻尼通过调整附加质量块与金属薄板之间的距离来调整。磁性质量块作为附加质量块固定在弹性棒的悬臂端，通过改变弹性棒的长度(是指磁性质量块与侧板之间的距离)调节附加质量块的频率。在小振幅下，磁性质量块平行于金属薄板上下运动，由楞次定律知，铝板切割磁感线时会产生电涡流阻碍磁铁的运动，因此，通过改变磁性质量块与金属薄板间的距离可以调节附加质量块的阻尼大小。
[0015]与现有技术相比，本技术的优点在于：
[0016]1、本技术的适用于缩尺模型试验的调谐质量阻尼器的弹性棒的长度可调节，磁性质量块与金属薄板之间的距离可调节，为一种频率和阻尼可调的调谐质量阻尼器装置，可以提供该附加质量块下最优的频率与阻尼，使调谐质量阻尼器的控制效果达到最佳，
以满足缩尺模型试验的要求。
[0017]2、本技术的适用于缩尺模型试验的调谐质量阻尼器为如何在缩尺模型试验中准确模拟调谐质量阻尼器的抑振作用提供了新思路。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于缩尺模型试验的调谐质量阻尼器，其特征在于，包括支架系统、弹性棒(1)、磁性质量块(2)和与所述磁性质量块(2)相配合的金属薄板(3)，所述金属薄板(3)设于所述支架系统上，所述磁性质量块(2)通过所述弹性棒(1)设于所述支架系统上并与所述金属薄板(3)相对设置，所述弹性棒(1)的长度可调节，且所述磁性质量块(2)与所述金属薄板(3)之间的距离可调节。2.根据权利要求1所述的调谐质量阻尼器，其特征在于，所述支架系统包括第一支架(4)和第二支架(5)，所述第一支架(4)包括底板和侧板，所述弹性棒(1)设于所述侧板上，所述金属薄板(3)设于所述第二支架(5)上。3.根据权利要求2所述的调谐质量阻尼器，其特征在于，所述弹性棒(1)的一端可移动的设于所述侧板上，所述磁性质量块(2)设于所述弹性棒(1)的另一端上。4.根据权利要求3所述的调谐质量阻尼器，其特征在于，所述弹性棒(1)的一端通过螺栓组件可移动的设于所述侧板上，所述螺栓组件包括相...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭江辉，王卿，周旋，贺耀北，向建军，李瑜，李文武，罗强，刘榕，贺国栋，周洋，
申请(专利权)人：湖南省交通规划勘察设计院有限公司，
类型：新型
国别省市：