一种半主动温控调谐惯质阻尼器.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CN108729570A(43)申请公布日2018.11.02(21)申请号201810699218.9(22)申请日2018.06.29(71)申请人山东大学地址250061山东省济南市历下区经十路17923号(72)发明人田利高国栋(74)专利代理机构济南圣达知识产权代理有限公司37221代理人赵敏玲(51)Int.Cl.E04B1/98(2006.01)E04H9/02(2006.01)E04H9/14(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种半主动温控调谐惯质阻尼器(57)摘要本发明公开了一种半主动温控调谐惯质阻尼器，该装置由两部分组成，分别是工作腔控温部分和减振器主体部分。所述工作腔控温部分包括温度监控部分和温度调节部分。所述的减振器主体部分包括SMA弹簧和与其相连的惯质阻尼器组成，所述的惯质阻尼器通过滚珠螺杆与SMA弹簧连接，滚珠螺杆通过轴承和螺母固定一个旋转飞轮，所述的飞轮内部安装多个挡板并放置多个质量球。本发明可通过将轴向运动转化为旋转运动的方式提高阻尼器的惯性力，在确保减振效果的前提下，减小了阻尼器的质量。还可通过改变温度来实时的调整SMA弹簧的阻尼和刚度，使得阻尼器在较宽的频域内有较稳定的工作性能，从而达到良好的减振效果。CN108729570ACN108729570A权利要求书1/1页1.一种半主动温控调谐惯质阻尼器，其特征在于，包括工作腔控温部分和减振器主体部分；所述工作腔控温部分包括温度监控部分和温度调节部分，其中温度监控部分由温度显示器和与其相连的且设置在减振器主体部分内腔的温度传感器组成，所述的温度调节部分由温度调节器和与其相连的且与设置在减振器主体部分内腔的加热器和微型制冷器组成；通过温度调节器的内置开关选择连通加热器或微型制冷器工作；所述的减振器主体部分包括一个矩形的密闭箱体和惯质阻尼器，所述的密闭箱体中其中两个相对的侧板之间安装有与其相连的SMA弹簧；所述的SMA弹簧水平设置，其中一个侧板在所述的SMA弹簧作用下，可沿着所述的密闭箱体做往复直线运动；所述的惯质阻尼器包括旋转飞轮、滚珠螺杆和螺母；所述的滚珠螺杆一端固定连接在可运动的侧板上，所述螺母安装在滚珠螺杆上，所述的螺母与旋转飞轮固定连接。2.如权利要求1所述的一种半主动温控调谐惯质阻尼器，其特征在于，所述的减振器主体部分SMA弹簧水平分布有4根。3.如权利要求1所述的一种半主动温控调谐惯质阻尼器，其特征在于，所述的SMA弹簧刚度和阻尼会随温度的变化而发生改变，从而可以实现智能控制阻尼器的频率。4.如权利要求1所述的一种半主动温控调谐惯质阻尼器，其特征在于，所述的密闭箱体的一侧连接惯质阻尼器，相对的另一侧连接主体结构。5.如权利要求1所述的一种半主动温控调谐惯质阻尼器，其特征在于，所述的飞轮内部装有数个质量球，质量球随飞轮运动，发生碰撞，起到耗能的作用。6.如权利要求5所述的一种半主动温控调谐惯质阻尼器，其特征在于，所述的质量球表面涂有粘弹性材料。7.如权利要求1所述的一种半主动温控调谐惯质阻尼器，其特征在于，所述的飞轮内部设置有多个隔板，阻碍质量球的自由运动，增加耗能。8.如权利要求1所述的一种半主动温控调谐惯质阻尼器，其特征在于，所述的多个隔板沿着所述的飞轮的圆周方向均匀分布。2CN108729570A说明书1/4页一种半主动温控调谐惯质阻尼器技术领域[0001]本发明属于土木工程的振动控制领域，具体涉及一种半主动温控调谐惯质阻尼器，主要应用于控制高层建筑和高耸结构的振动响应。技术背景[0002]现代高层建筑和高耸结构随着社会的发展与进步变得越来越常见。高耸结构水平刚度较小，对风荷载和地震作用敏感，易产生较大的动力响应，为避免结构发生破坏甚至倒塌，高耸结构的安全稳定性问题受到了学者们的重视，与此同时，结构振动控制技术也逐渐发展起来。[0003]质量调谐减振装置(TunedMassDamper，简称“TMD”)是通过调节减振装置的频率与主结构相近，改变结构的共振特性，从而达到减小结构振动的目的。对于TMD而言，随着质量比的增大结构的减振率逐渐增大，质量比在2％附近时减振效果良好。但对于输电塔或其他高耸结构而言，结构本身质量较大，若取质量比为2％，则减振装置的质量过大，会造成结构的初始变形，影响结构的性能。为了克服减振装置质量过大这一弊端，有学者提出，采用调谐惯质阻尼器代替TMD，通过较小的质量块实现较好的减振效果。调谐惯质阻尼器的原理是将装置的实际质量放大，利用惯性力和调谐效应来实现减振的新型阻尼器装置。[0004]调谐惯质阻尼器在实际工程应用中，减振效果的优劣程度依赖其自振频率与主体结构是否相调谐，且不能根据具体的外部激励情况和结构响