一种具有负刚度非线性能量阱的滚珠丝杠式电涡流阻尼器.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112127496A(43)申请公布日2020.12.25(21)申请号202011014714.X(22)申请日2020.09.24(71)申请人湖南大学地址410082湖南省长沙市岳麓区麓山南路麓山门(72)发明人封周权陈政清华旭刚牛华伟陈智刘易(74)专利代理机构长沙欧诺专利代理事务所(普通合伙)43234代理人欧颖张文君(51)Int.Cl.E04B1/98(2006.01)E04H9/02(2006.01)F16F9/32(2006.01)F16F9/53(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称一种具有负刚度非线性能量阱的滚珠丝杠式电涡流阻尼器(57)摘要本发明提供一种具有负刚度非线性能量阱的滚珠丝杠式电涡流阻尼器，包括外框、竖直设置的导杆、支撑架、质量块、弹簧、交替永磁体组、导体板和铁板，交替永磁体组与导体板之间留有设定间隙；所述阻尼器还包括竖直设置的滚珠丝杠、螺母、飞轮和推力轴承；所述阻尼器还包括能产生负刚度非线性能量阱效应的同名永磁体组和/或异名永磁体组。当受控结构的振动能量传递给阻尼器，引起质量块上下振动，同名永磁体组和/或异名永磁体组在较宽的频率范围俘获共振能量，并通过滚珠丝杆带动飞轮高速旋转产生惯性质量效应，且使得导体板切割交替永磁体组的磁感线，形成电涡流阻尼效应；背铁可以减少漏磁提高阻尼耗能效率。CN112127496ACN112127496A权利要求书1/2页1.一种具有负刚度非线性能量阱的滚珠丝杠式电涡流阻尼器，其特征在于：包括外框(8)、竖直设置的导杆(7)和水平设置的支撑架(12)，所述支撑架(12)将所述外框(8)分为上下两层；所述导杆(7)设置于上层或设置于下层，所述导杆的两端分别固定设置在支撑架上以及外框(8)的顶壁或底板上；所述阻尼器还包括质量块(3)和弹簧(6)，所述质量块(3)可滑动地套设在所述导杆(7)上，所述弹簧套设在所述导杆(7)上；所述弹簧(6)的自由端与所述质量块(3)固接，弹簧的固定端与所述支撑架(12)或所述外框(8)固接；所述阻尼器还包括交替永磁体组(1)、导体板(2)和铁板(4)，所述交替永磁体组(1)固定设置在所述质量块(3)的竖向侧壁上因而能随质量块(3)上下运动，所述铁板(4)贴合设置在外框的竖向内侧壁上，且铁板(4)、导体板(2)、交替永磁体组(1)和质量块(3)同处在外框的上层或下层内；所述导体板(2)贴合设置在所述铁板(4)的表面，且交替永磁体组(1)与所述导体板(2)之间留有设定间隙；所述交替永磁体组包括长度方向水平设置的多条交替永磁体，且每条交替永磁体的充磁方向即其N极和S极的连线方向与对应的导体板(2)的板面垂直，且相邻的上下两条交替永磁体之间的极性相反，即当在上的一条交替永磁体靠近导体板的一侧为N极，远离导体板的一侧为S极时，则与其相邻的在下的一条交替永磁体靠近导体板的一侧为S极，远离导体板的一侧为N极；所述阻尼器还包括竖直设置的滚珠丝杠(5)、螺母(11)、能在水平面做旋转运动的飞轮(9)和推力轴承(10)，所述滚珠丝杠(5)的固定端与所述质量块(3)在水平面内的几何中心位置固接，而滚珠丝杠(5)的自由端穿过所述支撑架(12)上留有的孔洞并延伸至不设质量块(3)的所述下层或上层内；所述螺母(11)套设在所述滚珠丝杠(5)上，且位于所述滚珠丝杠(5)自由端所在的下层或上层内；所述飞轮(9)与所述螺母(11)同轴固接；所述推力轴承(10)均与飞轮(9)和螺母(11)同轴设置，且在竖向上，一个推力轴承(10)设置在所述飞轮(9)与所述支撑架(12)之间，另一个推力轴承(10)设置在所述飞轮(9)与所述外框(8)的底板或顶板之间；所述阻尼器还包括异名永磁体组(13)和/或同名永磁体组(14)，所述异名永磁体组(13)包括设置在质量块(3)的顶面和底面上的第一异名永磁体以及设置在外框(8)和支撑架(12)上的第二异名永磁体，所述第一异名永磁体和第二异名永磁体的充磁方向即其N极和S极的连线方向均与质量块(3)的上下板面垂直，且设置在质量块顶面上的第一异名永磁体与相应设置在支撑架(12)下表面上的或设置在外框(8)顶板下底面上的第二异名永磁体的磁极异名相对设置，而设置在质量块底面上的第一异名永磁体与相应设置在支撑架(12)上表面上的或设置在外框(8)底板上表面上的第二异名永磁体的磁极异名相对设置；所述交替永磁体组设置在质量块(3)的前后左右侧壁中的一对侧壁上时，所述同名永磁体组(14)包括固定设置在所述质量块(3)前后左右侧壁中的另一对侧壁上的第一同名永磁体，以及包括设置在与第一同名永磁体相对位置的外框(8)内侧壁上的第二同名永磁体，所述第一同名永磁体和第