基于立柱式构件的多调控杆式颗粒质量阻尼装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了基于立柱式构件的多调控杆式颗粒质量阻尼装置，涉及阻尼减振技术领域。多调控杆式颗粒质量阻尼装置，包括设置在外壳中的质量系统、刚度系统和杆式阻尼器；质量系统包括颗粒质量块；刚度系统包括立柱式构件和辅助刚度系统，立柱式构件作为质量系统的下部支撑，杆式阻尼器的一端连接在外壳上，另一端连接在质量系统上，使得质量系统能够在外壳中以立柱式构件作为支撑进行弹性摆动。本实用新型专利技术采用立柱式构件作为主要刚度系统，并设置辅助刚度系统，质量系统刚接于立柱式构件之上，可连续调节频率，灵敏度好，同时利用颗粒阻尼器和调谐质量阻尼器的混合耗能机制加强了减振耗能效果，增大了减振频带。增大了减振频带。增大了减振频带。

【技术实现步骤摘要】
基于立柱式构件的多调控杆式颗粒质量阻尼装置


[0001]本技术涉及阻尼减振


技术介绍

[0002]对于通信塔结构，为了适应越来越多的设备种类和数量，风荷载的常规解决方式一方面是增加塔桅结构数量或加大单个塔主体结构外观及钢材用量，另一方面是设置各种结构减振措施。
[0003]结构减振控制措施按控制方式不同，可分为主动控制、半主动控制、被动控制及混合控制。被动控制中，调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper，简称TMD)是一种常用的减振装置，是在高耸塔顶部或上部某位置上加上惯性质量，并配以弹簧和阻尼器与主体结构(高耸塔)相连。调谐质量阻尼器的振动频率接近主结构的频率，控制策略为应用子结构与主结构控制振型共振达到动力吸振的目的，应用阻尼结构不断消耗主结构和子结构的能量来降低主结构的动力响应。TMD从部件组成上通常分为刚度系统、质量系统和阻尼系统三大部分，这几部分通过不同组合方式可组成不同类型的阻尼装置：刚度系统种类较多，质量系统可分为固体和液体两大类，阻尼系统可分为杆式阻尼器、阻尼箱、电涡流阻尼器三大类。然而，上述方案存在如下缺陷：
[0004]1)现有TMD的减振频带窄，耗能能力有限，且往往需要占用较大空间以匹配质量系统的运动。
[0005]2)灵敏度不高。刚度系统采用弹簧，虽然可靠性强、可现场调节频率，耐久性强等优点，但质量系统底部需设置滑轮等支撑构件，这些支撑构件与地板具有一定摩擦，从而导致其工作状态需要一个初始启动力，在微小振动时难以及时反应，灵敏度一般。
[0006]3)难以对频率进行连续调节。目前的频率调节方式包括以下两种方式：一是通过增加或减少质量块的大小来调节频率，此方法会影响减振效果，特别是当质量减小时会导致减振效果降低。二是通过更换弹簧调节频率，缺点是实际操作麻烦。并且上述两种调节方法都属于离散型方法，频率只能调节到可控范围内的某个固定数值，难以调节到可控范围内的任意数值。
[0007]颗粒阻尼器技术是近年来应用于土木工程振动控制领域的新型阻尼器，其作为一种调谐质量、耗能减振控制技术，具有对原系统改动小、附加质量小、减振频带宽、多维控制能力好等优点。然而，颗粒阻尼器中，阻尼颗粒起振后发生的颗粒与颗粒间、颗粒与腔体间的碰撞多为弹性碰撞，碰撞耗散结构能量的能力有限。
[0008]因此，亟需提供一种可连续调节频率、灵敏度好、耗能能力强、减振频带宽的新型调谐颗粒阻尼器。

技术实现思路

[0009]本技术的目的在于：克服现有技术的不足，提供了一种基于立柱式构件的多调控杆式颗粒质量阻尼装置。本技术采用立柱式构件作为主要刚度系统，并设置辅助
刚度系统以辅助立柱式刚度系统提供额外刚度，质量系统刚接于立柱式构件之上，可连续调节频率，灵敏度好，同时利用颗粒阻尼器和调谐质量阻尼器的混合耗能机制加强了减振耗能效果，增大了减振频带。
[0010]为实现上述目标，本技术提供了如下技术方案：
[0011]基于立柱式构件的多调控杆式颗粒质量阻尼装置，包括外壳，以及设置在外壳中的质量系统、刚度系统和杆式阻尼器；
[0012]所述质量系统包括颗粒质量块，颗粒质量块包括由壳体形成的空腔，空腔内填充有颗粒群，通过颗粒群自身之间以及颗粒群与壳体之间的摩擦和/或碰撞消耗振动能量；
[0013]所述刚度系统包括主要刚度系统和辅助刚度系统，所述主要刚度系统为立柱式构件以作为质量系统的下部支撑，所述辅助刚度系统用于辅助立柱式构件提供额外刚度；立柱式构件的一端与外壳刚性连接，另一端与质量系统底部刚性连接，杆式阻尼器的一端连接在外壳上，杆式阻尼器的另一端连接在质量系统上，使得质量系统能够在外壳中以立柱式构件作为支撑进行弹性摆动。
[0014]进一步，所述质量系统还包括固定质量块，将前述颗粒质量块固定安装在固定质量块的上部和/或下部。
[0015]进一步，所述颗粒质量块的重量与质量系统的总重量的重量比为5％
‑
90％。
[0016]进一步，所述固定质量块和/或颗粒质量块在立柱式构件上的高度可调节，通过调节质量块在立柱式构件上的高度以调整消振频率。
[0017]进一步，所述辅助刚度系统包括一组或多组弹簧，每组弹簧包括水平布置在质量块与外壳内壁之间的一个或多个弹簧，弹簧的一端连接质量系统，弹簧的另一端连接外壳内壁。
[0018]进一步，每组弹簧的多个水平布置的弹簧采用对称或非对称方式安装在质量系统周围。
[0019]进一步，所述弹簧采用可拆卸方式安装在质量系统与外壳内壁之间，通过更换不同刚度的弹簧以调整消振频率或辅助调整消振频率。
[0020]进一步，所述杆式阻尼器为多个，多个杆式阻尼器在质量系统的周围对称或非对称布置。
[0021]进一步，所述杆式阻尼器为单出杆式粘滞阻尼器、双出杆式粘滞阻尼器、摩擦阻尼器或粘弹性阻尼器，粘滞体为流体或半流体。
[0022]进一步，所述颗粒质量块的壳体形成的空腔内设置有隔板以将空腔分隔成多个子腔，子腔中填充有颗粒群，通过颗粒群与隔板之间的摩擦和/或碰撞消耗振动能量。
[0023]本技术由于采用以上技术方案，与现有技术相比，作为举例，具有以下的优点和积极效果：
[0024]1)采用立柱式构件作为阻尼装置的主要刚度系统，并设置辅助刚度系统以辅助立柱式刚度系统提供额外刚度。立柱式构件作为质量系统的下部支撑，质量系统直接刚接于立柱式构件之上，工作时无需初始启动力，在微小振动时可以及时反应，其灵敏度良好。
[0025]2)便于调整阻尼装置的刚度和频率。可以通过更换弹簧调节频率，也可以通过调节质量系统在立柱上的相对位置来连续调节刚度和频率，实现频率的连续性调节，调节方式方便、简单、有效。
[0026]3)作为辅助刚度系统的弹簧增加了频率可调控范围，最大程度利用了空间。
[0027]4)调节频率时无需改变质量块，与传统的通过调整质量块大小来调整频率方案相比，降低了频率调整对阻尼装置的减振效果的影响。
[0028]5)混合利用颗粒阻尼器和调谐质量阻尼器的优点，增大了减振频带，颗粒质量块部分内部的颗粒群与外壳内部、隔板之间以及颗粒群之间进行摩擦、碰撞，大量消耗振动能量，可有效减小外界激励引起的结构响应。
附图说明
[0029]图1为本技术实施例提供的多调控杆式颗粒质量阻尼装置的结构示意图。
[0030]图2为图1中辅助刚度系统的平面布置示意图。
[0031]图3为本技术实施例提供的阻尼装置在建筑上的安装示意图。
[0032]图4为本技术实施例提供的质量系统的结构示意图。
[0033]图5为本技术实施例提供的质量系统与立柱式构件的连接结构示意图。
[0034]图6为图5中调整质量系统在立柱式构件上的相对位置的结构示意图。
[0035]图7为本技术实施例提供的单出杆式粘滞阻尼器的结构示意图。
[0036]图8为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于立柱式构件的多调控杆式颗粒质量阻尼装置，包括外壳，以及设置在外壳中的质量系统、刚度系统和杆式阻尼器，其特征在于：所述质量系统包括颗粒质量块，颗粒质量块包括由壳体形成的空腔，空腔内填充有颗粒群，通过颗粒群自身之间以及颗粒群与壳体之间的摩擦和/或碰撞消耗振动能量；所述刚度系统包括主要刚度系统和辅助刚度系统，所述主要刚度系统为立柱式构件以作为质量系统的下部支撑，所述辅助刚度系统用于辅助立柱式构件提供额外刚度；立柱式构件的一端与外壳刚性连接，另一端与质量系统底部刚性连接，杆式阻尼器的一端连接在外壳上，杆式阻尼器的另一端连接在质量系统上，使得质量系统能够在外壳中以立柱式构件作为支撑进行弹性摆动；其中，所述辅助刚度系统为能够提供弹性支承的结构，包括一组或多组弹簧，每组弹簧包括水平布置在质量块与外壳内壁之间的一个或多个弹簧，弹簧的一端连接质量系统，弹簧的另一端连接外壳内壁。2.根据权利要求1所述的多调控杆式颗粒质量阻尼装置，其特征在于：所述质量系统还包括固定质量块，将前述颗粒质量块固定安装在固定质量块的上部和/或下部。3.根据权利要求2所述的多调控杆式颗粒质量阻尼装置，其特征在于：所述颗粒质量块的重量与质量系统的总重量的重量比为5%...

【专利技术属性】
技术研发人员：王新娣，闵志华，刘卓，邹小亮，朱正正，徐司，杨雪阳，严俊，
申请(专利权)人：江西建顾减隔震科技有限公司，
类型：新型
国别省市：