一种压电粘滞阻尼器.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CN113756458A(43)申请公布日2021.12.07(21)申请号202010504118.3(22)申请日2020.06.05(71)申请人南华大学地址421001湖南省衡阳市常胜西路28号(72)发明人戴纳新李聪张明辉谭平周福霖(74)专利代理机构长沙正奇专利事务所有限责任公司43113代理人马强曾利平(51)Int.Cl.E04B1/98(2006.01)E04H9/02(2006.01)权利要求书1页说明书15页附图4页(54)发明名称一种压电粘滞阻尼器(57)摘要本发明公开了一种压电粘滞阻尼器，将旁通管路由通用的圆管改成扁管，使扁管起到圆管阻尼器中阻尼孔的作用，是一种与活塞运动速度相关的阻尼器，是目前世界上响应速度最快的半主动阻尼器。可以控制系统控制压电驱动器产生机械应变而输出位移，并且可以达到需要的输出位移无需安装放大器装置。可以根据实时作用力的大小调节控制板的移动而调节扁管的高度，从而调节阻尼孔的大小来控制粘滞流体流速的目的，最大限度的吸收和消耗掉力对建筑结构的冲击能量；该阻尼器无需采用位移放大装置即可达到调节阻尼孔的目的，避免了因位移放大装置导致的时滞和精度问题，降低了阻尼器的成本和体积。CN113756458ACN113756458A权利要求书1/1页1.一种压电粘滞阻尼器，包括由主缸筒(17)和副缸筒(1)构成的缸筒、活塞(4)、活塞杆(5)、旁通管路、压电驱动器(6)和控制系统；所述主缸筒(17)内充满粘滞流体，所述活塞杆(5)插入主缸筒并延伸至副缸筒(1)内，处于所述主缸筒(17)内的活塞(4)将主缸筒(17)分隔成密闭的第一阻尼室(2)和第二阻尼室(3)；所述旁通管路设置在主缸筒(17)外，且旁通管路的两个端口分别与第一阻尼室(2)和第二阻尼室(3)连通；与所述控制系统电连接的压电驱动器(6)设于所述旁通管路上，其特征在于：还包括与所述压电驱动器(6)的位移输出端连接的控制板(16)；所述旁通管路包括与所述主缸筒(17)平行设置的扁管(15)，以及设于所述扁管(15)两端的第一变截面管道(19)和第二变截面管道(18)；在所述扁管(15)的内壁上开设有与所述控制板(16)尺寸相匹配的凹槽，所述控制板(16)设于所述凹槽内。2.如权利要求1所述的一种压电粘滞阻尼器，其特征在于：所述凹槽开设于所述扁管(15)的内顶壁或内底壁上。3.如权利要求1或2所述的一种压电粘滞阻尼器，其特征在于：所述扁管(15)的宽度与高度之比大于或等于10:1。4.如权利要求3所述的一种压电粘滞阻尼器，其特征在于：所述扁管(15)的宽度大于所述主缸筒(17)的直径。5.如权利要求1所述的一种压电粘滞阻尼器，其特征在于：所述第一变截面管道(19)和第二变截面管道(18)分别与第一阻尼室(2)和第二阻尼室(3)连通，且第一变截面管道(19)、第二变截面管道(18)下端的直径均与所述主缸筒(17)的直径相同，第一变截面管道(19)、第二变截面管道(18)上端的直径均与所述扁管(15)的宽度相同。6.如权利要求1所述的一种压电粘滞阻尼器，其特征在于：所扁管(15)的横截面为长方形。7.如权利要求1所述的一种压电粘滞阻尼器，其特征在于：所述扁管(15)是由不锈钢材质制成的。8.如权利要求1所述的一种压电粘滞阻尼器，其特征在于：该阻尼器所产生的阻尼力F为：式中：μ为流体动力粘性系数，l为扁管的长度；V为活塞杆的相对运动速度，D为主缸筒的内径，D1为活塞杆的直径，C是扁管矩形截面长宽比的函数，对于给定管道，C为一常数；dh是水力直径；a,b分别为扁管长度、宽度的1/2；z为压电驱动器输出的位移量；ρ为扁管内流体的密度。2CN113756458A说明书1/15页一种压电粘滞阻尼器技术领域[0001]本发明属于土木工程振动控制技术领域，尤其涉及一种压电式的粘滞阻尼器，是目前世界上理论响应速度最快的半主动控制系统。背景技术[0002]随着结构工程振动控制越来越受到人们的关注，很多土木工程结构(比如建筑、桥梁和核电站等工业产房)对振动环境的要求越来越苛刻，必须对这些土木工程结构进行振动隔离或减振处理。[0003]土木工程结构振动控制就是在土木工程结构的特定部位装设某种控制装置结构或机构科学合理地控制其工程结构，降低其受到地震或大风中的加速度、位移的影响，保证工程结构、仪器设备、人员的安全。这些控制装置或机构能分担工程在地震中的振动作用，减弱工程自身承担的能量，而且可以通过调整结构的自振频率，增大结构阻尼力，施加控制力等，以达到降低结构振动作用下的各种反应。[0004]由于地震的强随机性和不可预测性，很多的被动控制设备往往起不到作用。而部分的半主动和主动控制设备因为自身的