可变惯质半主动调谐质量阻尼器惯容器及频率调谐方法技术

可变惯质半主动调谐质量阻尼器惯容器及频率调谐方法，属于结构振动控制技术领域。本发明专利技术解决了现有TMD在对低频结构竖向振动控制时由于静伸长过大而无法应用的问题，以及大跨桥梁模态密集，存在多阶涡振的可能的问题。本发明专利技术在传统调谐质量阻尼器的基础上，引入具有可变惯质的惯容器，通过改变惯容器的惯容系数，实现TMDI的频率调谐，根据桥梁来流风速以及主梁断面的斯托罗哈数，计算涡脱频率，估算主梁可能发生涡激振动的模态频率，结合TMDI的动力特性，计算所需要的惯容系数以及对应的活动质量块径向位置，通过小型电机和丝杆驱动活动质量块沿径向移动至所需位置，实现频率调谐。本发明专利技术应用于大跨度桥梁多阶模态涡激振动控制。控制。控制。

【技术实现步骤摘要】
可变惯质半主动调谐质量阻尼器惯容器及频率调谐方法


[0001]本专利技术涉及一种半主动调谐质量阻尼器惯容器及频率调谐方法，更具体地涉及一种可变惯质半主动调谐质量阻尼器惯容器及频率调谐方法，属于结构振动控制


技术介绍

[0002]当边界层中近地风绕过桥梁时，会在主梁迎风侧产生流动分离，并在主梁上下表面产生交替变化的旋涡脱落，当涡脱频率接近或等于结构某一阶自振频率时便会发生涡激共振。虽然涡振是一种带有自激性质的限幅振动，并不对桥梁结构安全造成直接影响，但是涡振一般发生在低风速情况下，出现频率较高，严重影响桥梁的行车舒适性和安全性，并产生长期疲劳问题。因此，对大跨桥梁涡激振动进行消除或抑制具有十分重要的意义。
[0003]调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)由于其具有高效的单模态减振性能，为大跨桥梁涡振控制的常用方法之一。然而由于其机械构造和基于调谐的减振机理，TMD的静伸长与其调谐频率的平方成反比，在对大跨桥梁进行振动控制时，由于频率较低，TMD的静伸长过大，在主梁内部安装空间有限的情况下并不适用，往往需要本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.可变惯质半主动调谐质量阻尼器惯容器，其特征在于：包括调谐质量阻尼器和可变惯质惯容器(5)；所述调谐质量阻尼器包括外框架(1)、纵向质量块(2)、弹簧(3)和粘滞阻尼器(4)；所述纵向质量块(2)设置在外框架(1)的内部，并通过弹簧(3)和粘滞阻尼器(4)与外框架(1)的顶板相连接，所述纵向质量块(2)上设置有避让槽口；所述可变惯质惯容器(5)包括齿轮(6)、齿条(7)、可变转动惯量飞轮(8)、深沟球轴承(9)和转轴；所述可变惯质惯容器(5)置于外框架(1)的内部；所述齿条(7)贯穿纵向质量块(2)上的避让槽口，其上下两端与外框架(1)的顶板和底板连接；所述转轴横向穿设在纵向质量块(2)上，且其通过深沟球轴承(9)与纵向质量块(2)建立转动连接关系；所述转轴的中部设置有齿轮(6)，齿轮(6)设置在纵向质量块(2)上的避让槽口内，齿轮(6)与齿条(7)啮合；所述转轴的两端各安装有一个可变转动惯量飞轮(8)。2.根据权利要求1所述的可变惯质半主动调谐质量阻尼器惯容器，其特征在于：所述可变转动惯量飞轮(8)包括飞轮轮盘(10)、丝杆(11)、活动质量块(12)、小型电机(13)、固定支座(14)和径向滑动导轨(18)；所述飞轮轮盘(10)与转轴固定连接，飞轮轮盘(10)上开设有多个径向滑动导轨(18)；所述径向滑动导轨(18)的内端设置有小型电机(13)，外端设置有固定支座(14)；所述丝杆(11)内端与小型电机(13)的输出端连接，丝杆(11)的外端与固定支座(14)连接；所述活动质量块(12)与丝杆(11)螺纹连接，且与径向滑动导轨(18)配合沿飞轮轮盘(10)径向运动。3.根据权利要求2所述的可变惯质半主动调谐质量阻尼器惯容器，其特征在于：所述活动质量块(12)通过滚珠(17)与径向滑动导轨(18)配合沿飞轮轮盘(10)径向运动。4.根据权利要求2或3所述的可变惯质半主动调谐质量阻尼器惯容器，其特征在于：所述外框架(1)为方形框架，所述活动质量块(12)和径向滑动导轨(18)，两者数量一致，均为三至八个。5.根据权利要求4所述的可变惯质半主动调谐质量阻尼器惯容器，其特征在于：所述弹簧(3)总刚度满足：其中，k1为弹簧总刚度；m1和m2分别为纵向质量块质量和可变...

【专利技术属性】
技术研发人员：张连振，彭思杰，柴小鹏，马俊，孙永明，吴红林，刘立鹏，孙航，汪正兴，王波，荆国强，
申请(专利权)人：中铁大桥科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：