一种调谐质量阻尼器及阻尼器调频方法技术

本发明专利技术提供一种调谐质量阻尼器及阻尼器调频方法。调谐质量阻尼器包括质量单元、摆臂单元和调频单元，质量单元通过摆臂单元与主结构摆动连接，调频单元包括调频磁吸件和控制器，调频磁吸件布置于质量单元的沿竖直方向的一侧，调频磁吸件与质量单元之间具有磁吸力；控制器与调频磁吸件电连接，控制器用于根据质量单元的振动频率与主结构的固有频率之间的差值、调节调频磁吸件对质量单元的磁吸力。阻尼器调频方法应用于上述调谐质量阻尼器，其包括：根据质量单元的振动频率与主结构的固有频率之间的差值，调节调频磁吸件对质量单元的磁吸力。本发明专利技术具有提高阻尼器频率调节效率，且调节方便等优点。调节方便等优点。调节方便等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种调谐质量阻尼器及阻尼器调频方法


[0001]本专利技术涉及调谐质量阻尼器领域，尤其涉及一种调谐质量阻尼器及阻尼器调频方法。

技术介绍

[0002]目前，调谐质量阻尼器(TMD)已广泛用于桥梁、高层建筑等结构的振动抑制与衰减。当使用调谐质量阻尼器抑制结构的横向振动时，其刚度单元往往采用摆式结构。在抑制结构振动的过程中，只有将调谐质量阻尼器的振动频率调至与主结构的固有频率一致，才能最好地发挥调谐质量阻尼器的抑振效果。而在调谐质量阻尼器实际设计与生产过程中，受计算、加工等多方面产生的偏差影响，调谐质量阻尼器实际振动频率会与设计频率存在偏差。因此，在生产完成后需要将调谐质量阻尼器的振动频率调整至主结构的固有频率附近，偏差不应超过2％。
[0003]现有的调谐质量阻尼器的调频方法通常采用人工调整摆臂长度来改变摆臂刚度的方式，调谐质量阻尼器的摆臂摆长对振动频率的影响明显。但调谐质量阻尼器通常设置有多条摆臂，每条摆臂的长度需调整一致，因此，在通过该方法来调频时需要多次调整摆臂才能将振动频率调至满足要求，其工作效率低、人工成本高；且由于要实现摆臂长度可调，需增加摆臂长度可调的结构，其提高了加工成本，降低了调谐质量阻尼器的整体可靠性。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种提高阻尼器频率调节效率，且调节方便的调谐质量阻尼器及阻尼器调频方法。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
[0006]一种调谐质量阻尼器，包括质量单元和摆臂单元，所述质量单元通过所述摆臂单元与主结构摆动连接，还包括调频单元，所述调频单元包括调频磁吸件和控制器，所述调频磁吸件布置于所述质量单元的沿竖直方向的一侧，所述调频磁吸件与所述质量单元之间具有磁吸力；所述控制器与所述调频磁吸件电连接，所述控制器用于根据质量单元的振动频率与主结构的固有频率之间的差值、调节所述调频磁吸件对所述质量单元的磁吸力。
[0007]作为上述技术方案的进一步改进：
[0008]所述控制器用于根据质量单元的振动频率与主结构的固有频率之间的差值获得磁力改变量，并根据所述磁力改变量获得所述调频磁吸件与所述质量单元的间隙改变量，将所述间隙改变量发送至所述调频磁吸件；所述调频磁吸件用于根据所述间隙改变量、调节所述调频磁吸件对所述质量单元的磁吸力。
[0009]所述调频磁吸件包括调频磁块，所述调频磁吸件的调频磁块与所述质量单元的间隙改变量的表达式为：
[0010][0011]ΔN＝4π2·
(f
12
‑
f
22
)
·
M
·
L
·
n1[0012]S＝δ0+t
[0013]式中，
△
δ为调频磁块与质量单元的间隙改变量，B
re
为调频磁块的剩余磁通密度，t为调频磁块的厚度，A为调频磁块沿磁路方向的投影面积，n2为调频磁块的数量，μ0为真空磁导率，
△
N为调频磁块的总磁力改变量，S为调频磁块和质量单元在调频前的初始间隙与调频磁块的厚度的总和，δ0为调频磁块与质量单元在调频前的初始间隙，f1为质量单元的振动频率，f2为主结构的固有频率，M为质量单元的质量，L为摆臂单元的长度，n1为摆臂单元的摆臂数量。
[0014]所述调频单元还包括采集主结构的固有频率的第一检测件，以及采集质量单元的振动频率的第二检测件，所述第一检测件和所述第二检测件均与所述控制器电连接。
[0015]所述调频磁吸件包括调频磁块和连接调频磁块的磁块驱动部，所述调频磁块的磁吸面与所述质量单元的上表面或下表面相对布置；所述磁块驱动部与所述控制器电连接，所述磁块驱动部接收所述控制器发送的间隙改变量，并根据所述间隙改变量控制所述调频磁块的移动方向和距离、以调节所述调频磁吸件对所述质量单元的磁吸力。
[0016]所述调频磁块为永磁体或导磁体；当所述调频磁块为导磁体时，所述质量单元的与所述导磁体相对的位置布置有与所述导磁体相互吸附的永磁体。
[0017]所述摆臂单元包括第一摆臂和放置质量单元的安装座，所述质量单元依次通过所述安装座和所述第一摆臂与所述主结构连接，所述调频磁吸件位于所述质量单元的上侧；或所述摆臂单元包括第二摆臂，所述质量单元通过所述第二摆臂直接与所述主结构连接，所述调频磁吸件位于所述质量单元的下侧。
[0018]调谐质量阻尼器还包括耗能单元，当所述质量单元放置于所述安装座时，所述耗能单元为电涡流阻尼部件；当所述质量单元通过所述第二摆臂与所述主结构连接时，所述耗能单元为电涡流阻尼部件或油阻尼部件；
[0019]当所述耗能单元为电涡流阻尼部件时，所述电涡流阻尼部件与所述调频磁吸件位于所述质量单元的同侧、且错开布置；当所述耗能单元为油阻尼部件时，所述油阻尼部件对称布置于所述质量单元的沿水平方向的两侧。
[0020]所述电涡流阻尼部件包括相对布置的耗能磁钢和导体板；在所述摆臂单元摆动时，所述耗能磁钢的竖向投影始终位于所述导体板内，且所述电涡流阻尼部件产生电涡流的区域与所述调频单元产生磁吸力的区域不重叠。
[0021]当所述质量单元放置于所述安装座时，所述质量单元的上侧设有与所述主结构固定连接的第一安装框架，所述调频磁吸件安装于所述第一安装框架；当所述质量单元通过所述第二摆臂与所述主结构连接时，所述质量单元的外周设有与所述主结构固定连接的第二安装框架，所述调频磁吸件安装于所述第二安装框架。
[0022]一种阻尼器调频方法，所述方法应用于上述所述的调谐质量阻尼器，所述方法包括：根据质量单元的振动频率与主结构的固有频率之间的差值，调节调频磁吸件对质量单元的磁吸力。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0024]本专利技术首次在调谐质量阻尼器领域采用对质量单元附加竖向磁吸力的方式来实现阻尼器振动频率的调节，其完全改变了传统的采用人工调整摆臂长度来调整调谐质量阻
尼器振动频率的方式。具体讲，本专利技术的调频单元设置有调频磁吸件，调频磁吸件布置于质量单元的沿竖直方向的一侧，调频磁吸件与质量单元之间具有磁吸力。即本专利技术通过采用调频磁吸件对质量单元产生附加磁吸力的方式来改变与质量单元连接的摆臂单元所受的拉力，从而改变摆臂单元的几何刚度、达到调节调谐质量阻尼器振动频率的目的，其避免了通过摆臂摆长调整工作效率低、成本高的问题，可快速将调谐质量阻尼器的振动频率调节至设计频率允许误差范围内，大大提高了阻尼器频率调节的工作效率和整体可靠性，大大降低了人工成本。
[0025]同时，调频单元还设置有控制器，控制器与调频磁吸件电连接，控制器根据质量单元的振动频率与主结构的固有频率之间的差值调节调频磁吸件对质量单元的磁吸力，其使得阻尼器振动频率的调节精度更高，且调节方便快速。本专利技术的阻尼器调频方法同样具有上述优点。
附图说明
[0026]在下文中将基于实施例并参考附图来对本专利技术进行更详细的描述。其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种调谐质量阻尼器，包括质量单元和摆臂单元，所述质量单元通过所述摆臂单元与主结构摆动连接，其特征在于，还包括调频单元，所述调频单元包括调频磁吸件和控制器，所述调频磁吸件布置于所述质量单元的沿竖直方向的一侧，所述调频磁吸件与所述质量单元之间具有磁吸力；所述控制器与所述调频磁吸件电连接，所述控制器用于根据质量单元的振动频率与主结构的固有频率之间的差值、调节所述调频磁吸件对所述质量单元的磁吸力。2.根据权利要求1所述的调谐质量阻尼器，其特征在于，所述控制器用于根据质量单元的振动频率与主结构的固有频率之间的差值获得磁力改变量，并根据所述磁力改变量获得所述调频磁吸件与所述质量单元的间隙改变量，将所述间隙改变量发送至所述调频磁吸件；所述调频磁吸件用于根据所述间隙改变量、调节所述调频磁吸件对所述质量单元的磁吸力。3.根据权利要求2所述的调谐质量阻尼器，其特征在于，所述调频磁吸件包括调频磁块，所述调频磁吸件的调频磁块与所述质量单元的间隙改变量的表达式为：ΔN＝4π2·
(f
12
‑
f
22
)
·
M
·
L
·
n1S＝δ0+t式中，
△
δ为调频磁块与质量单元的间隙改变量，B
re
为调频磁块的剩余磁通密度，t为调频磁块的厚度，A为调频磁块沿磁路方向的投影面积，n2为调频磁块的数量，μ0为真空磁导率，
△
N为调频磁块的总磁力改变量，S为调频磁块和质量单元在调频前的初始间隙与调频磁块的厚度的总和，δ0为调频磁块与质量单元在调频前的初始间隙，f1为质量单元的振动频率，f2为主结构的固有频率，M为质量单元的质量，L为摆臂单元的长度，n1为摆臂单元的摆臂数量。4.根据权利要求2所述的调谐质量阻尼器，其特征在于，所述调频单元还包括采集主结构的固有频率的第一检测件，以及采集质量单元的振动频率的第二检测件，所述第一检测件和所述第二检测件均与所述控制器电连接。5.根据权利要求2所述的调谐质量阻尼器，其特征在于，所述调频磁吸件包括调频磁块和连接调频磁块的磁块驱动部，所述调频磁块的磁吸面与所述质量单元的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈谨林，刘宇奇，张弘毅，胡锡超，
申请(专利权)人：湖南省潇振工程科技有限公司，
类型：发明
国别省市：