水平雙向粘彈性碰撞調(diào)諧質(zhì)量阻尼器裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及水平雙向粘彈性碰撞調(diào)諧質(zhì)量阻尼器裝置。包括中空?qǐng)A形外筒、設(shè)于中空?qǐng)A形外筒上方的上蓋板及設(shè)于中空?qǐng)A形外筒下方的下蓋板，上蓋板下端面中間部位設(shè)有一萬(wàn)向鉸，下蓋板上端面的中間部位設(shè)有一圓形粘彈性限位裝置，還包括第一、第二圓柱形質(zhì)量塊，第一圓柱形質(zhì)量塊上端圓心部位通過(guò)一第一剛性桿與萬(wàn)向鉸鉸接，第一圓柱形質(zhì)量塊下端圓心部位通過(guò)一第二剛性桿與第二圓柱形質(zhì)量塊上端圓心部位連接，第二圓柱形質(zhì)量塊下部位于所述圓形粘彈性限位裝置內(nèi)，第一圓柱形質(zhì)量塊還通過(guò)若干彈簧與中空?qǐng)A形外筒的內(nèi)壁連接。本實(shí)用新型構(gòu)造簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)，且改善了TMD裝置的減振效果對(duì)頻率十分敏感和對(duì)不同激勵(lì)的適應(yīng)性差的缺陷。
【專利說(shuō)明】
水平雙向粘彈性碰撞調(diào)諧質(zhì)量阻尼器裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及一種水平雙向粘彈性碰撞調(diào)諧質(zhì)量阻尼器裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]調(diào)諧質(zhì)量阻尼器(TMD)作為常見(jiàn)的被動(dòng)控制中的一種，如今，用TMD裝置在土木工程的高聳結(jié)構(gòu)抗風(fēng)、人行天橋振動(dòng)控制中已有較為成熟和廣泛的應(yīng)用。但是，TMD裝置有著不可調(diào)性和自適應(yīng)性差的固有缺陷，TMD裝置的減振效果對(duì)頻率十分敏感和對(duì)不同激勵(lì)的適應(yīng)性差。鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明基于碰撞過(guò)程將引起大量的能量消耗這一現(xiàn)象，在粘彈性P-TMD阻尼器中將在傳統(tǒng)TMD裝置中引入粘彈性限位裝置，利用碰撞以實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的耗能。
[0003]通過(guò)對(duì)裝置的合理參數(shù)設(shè)計(jì)將可以實(shí)現(xiàn)裝置在不同激勵(lì)下不同程度的碰撞及不同耗能模式的被動(dòng)轉(zhuǎn)換，并由此賦予該阻尼器對(duì)不同外部激勵(lì)一定的適應(yīng)能力。也就是說(shuō)，該裝置將能夠保留傳統(tǒng)TMD裝置被動(dòng)控制的優(yōu)點(diǎn)，又能夠通過(guò)預(yù)先設(shè)計(jì)的參數(shù)在一定程度上賦予其對(duì)外部激勵(lì)和結(jié)構(gòu)變化更好的適應(yīng)性，并且不會(huì)過(guò)多地增加控制成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種水平雙向粘彈性碰撞調(diào)諧質(zhì)量阻尼器裝置，該裝置構(gòu)造簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)，且改善了 TMD裝置的減振效果對(duì)頻率十分敏感和對(duì)不同激勵(lì)的適應(yīng)性差的缺陷。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種水平雙向粘彈性碰撞調(diào)諧質(zhì)量阻尼器裝置，包括中空?qǐng)A形外筒、設(shè)于中空?qǐng)A形外筒上方的上蓋板及設(shè)于中空?qǐng)A形外筒下方的下蓋板，所述上蓋板下端面中間部位設(shè)有一萬(wàn)向鉸，所述下蓋板上端面的中間部位設(shè)有一圓形粘彈性限位裝置，還包括第一、第二圓柱形質(zhì)量塊，所述第一圓柱形質(zhì)量塊上端圓心部位通過(guò)一第一剛性桿與所述萬(wàn)向鉸鉸接，第一圓柱形質(zhì)量塊下端圓心部位通過(guò)一第二剛性桿與所述第二圓柱形質(zhì)量塊上端圓心部位連接，所述第二圓柱形質(zhì)量塊下部位于所述圓形粘彈性限位裝置內(nèi)，所述第一圓柱形質(zhì)量塊還通過(guò)若干彈簧與所述中空?qǐng)A形外筒的內(nèi)壁連接。
[0006]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述萬(wàn)向鉸焊接于所述上蓋板下端面中間部位。
[0007]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述圓形粘彈性限位裝置包括一焊接于所述下蓋板上端面中間部位的圓形碰撞環(huán)和貼于所述圓形碰撞環(huán)內(nèi)側(cè)的粘彈性材料。
[0008]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述第一圓柱形質(zhì)量塊通過(guò)八方向彈簧與所述中空?qǐng)A形外筒的內(nèi)壁連接。
[0009]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述第一圓柱形質(zhì)量塊與彈簧之間通過(guò)AB結(jié)構(gòu)膠連接。
[0010]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述第一圓柱形質(zhì)量塊與第一剛性桿及第二剛性桿的連接為螺紋連接，第一圓柱形質(zhì)量塊圓心處有沖孔攻絲。
[0011]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述第二圓柱形質(zhì)量塊與第二剛性桿的連接為螺紋連接，第二圓柱形質(zhì)量塊圓心處有沖孔攻絲。
[0012]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述第一、二剛性桿表面均帶有螺紋。
[0013]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述上蓋板、下蓋板嵌設(shè)于所述中空?qǐng)A形外筒上，并通過(guò)AB結(jié)構(gòu)膠連接。
[0014]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0015](I)通過(guò)對(duì)PTMD裝置的合理參數(shù)設(shè)計(jì)，如質(zhì)量大小、連接剛度、阻尼、粘彈性層厚度及質(zhì)量塊與限位裝置的間隙等，可以實(shí)現(xiàn)裝置在不同外部激勵(lì)下的不同耗能模式的被動(dòng)轉(zhuǎn)換；
[0016](2)PTMD裝置的不同耗能模式，改善了TMD裝置的減振效果對(duì)頻率十分敏感和對(duì)不同激勵(lì)的適應(yīng)性差的缺陷，該裝置有較強(qiáng)的自適應(yīng)性；
[0017](3)PTMD裝置與TMD裝置一樣，構(gòu)造簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)，因此便于應(yīng)用于實(shí)際工程的減振控制中。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型水平雙向碰撞調(diào)諧質(zhì)量阻尼器PTMD的主視示意圖。
[0019]圖2是本實(shí)用新型水平雙向碰撞調(diào)諧質(zhì)量阻尼器PTMD的側(cè)視示意圖。
[0020]圖3是本實(shí)用新型水平雙向碰撞調(diào)諧質(zhì)量阻尼器PTMD的俯視示意圖。
[0021]圖中:I為上蓋板，2為萬(wàn)向鉸，3、11為剛性桿，4為外筒，5為質(zhì)量塊，6為彈簧，7為質(zhì)量塊，8為圓形碰撞環(huán)，9為粘彈性材料，10為下蓋板。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行具體說(shuō)明。
[0023]本實(shí)用新型的一種水平雙向粘彈性碰撞調(diào)諧質(zhì)量阻尼器裝置，包括中空?qǐng)A形外筒、設(shè)于中空?qǐng)A形外筒上方的上蓋板及設(shè)于中空?qǐng)A形外筒下方的下蓋板，所述上蓋板下端面中間部位設(shè)有一萬(wàn)向鉸，所述下蓋板上端面的中間部位設(shè)有一圓形粘彈性限位裝置，還包括第一、第二圓柱形質(zhì)量塊，所述第一圓柱形質(zhì)量塊上端圓心部位通過(guò)一第一剛性桿與所述萬(wàn)向鉸鉸接，第一圓柱形質(zhì)量塊下端圓心部位通過(guò)一第二剛性桿與所述第二圓柱形質(zhì)量塊上端圓心部位連接，所述第二圓柱形質(zhì)量塊下部位于所述圓形粘彈性限位裝置內(nèi)，所述第一圓柱形質(zhì)量塊還通過(guò)若干彈簧與所述中空?qǐng)A形外筒的內(nèi)壁連接。
[0024]所述萬(wàn)向鉸焊接于所述上蓋板下端面中間部位。
[0025]所述圓形粘彈性限位裝置包括一焊接于所述下蓋板上端面中間部位的圓形碰撞環(huán)和貼于所述圓形碰撞環(huán)內(nèi)側(cè)的粘彈性材料。
[0026]所述第一圓柱形質(zhì)量塊通過(guò)八方向彈簧與所述中空?qǐng)A形外筒的內(nèi)壁連接。所述第一圓柱形質(zhì)量塊與彈簧之間通過(guò)AB結(jié)構(gòu)膠連接。所述第一圓柱形質(zhì)量塊與第一剛性桿及第二剛性桿的連接為螺紋連接，第一圓柱形質(zhì)量塊圓心處有沖孔攻絲。所述第二圓柱形質(zhì)量塊與第二剛性桿的連接為螺紋連接，第二圓柱形質(zhì)量塊圓心處有沖孔攻絲。所述第一、二剛性桿表面均帶有螺紋。
[0027]所述上蓋板、下蓋板嵌設(shè)于所述中空?qǐng)A形外筒上，并通過(guò)AB結(jié)構(gòu)膠連接。
[0028]以下具體講述本實(shí)用新型的技術(shù)方案。
[0029]如圖1-3所示，本實(shí)用新型的水平雙向粘彈性碰撞調(diào)諧質(zhì)量阻尼器裝置，它是由外筒4、上下蓋板I和1、質(zhì)量塊5和7、彈簧6、萬(wàn)向鉸2、剛性桿3和11、粘彈性材料9組成。其中，下蓋板上焊接一個(gè)粘彈性限位裝置(該粘彈性限位裝置包括圓形碰撞環(huán)，碰撞環(huán)內(nèi)側(cè)可貼粘彈性材料)。質(zhì)量塊為圓柱形，圓心處有沖孔攻絲，它分為二種，一種是最底下質(zhì)量塊7會(huì)與粘彈性限位裝置發(fā)生碰撞，另一種質(zhì)量塊5表面安裝有一定數(shù)量的彈簧6，彈簧6與質(zhì)量塊5的表面通過(guò)AB結(jié)構(gòu)膠連接。下蓋板10通過(guò)合理設(shè)計(jì)尺寸嵌入外筒4的內(nèi)壁，再通過(guò)AB結(jié)構(gòu)膠固定。萬(wàn)向鉸2與上蓋板通過(guò)焊接連接，剛性桿3和11表面帶有螺紋，便于與質(zhì)量塊5和7連接。
[0030]隨著外部激勵(lì)的變化，裝置初始的調(diào)諧頻率及不同的間隙將使得裝置的耗能模式將隨著質(zhì)量單元與主體結(jié)構(gòu)之間不同類型與不同程度的相對(duì)運(yùn)動(dòng)在質(zhì)量塊的動(dòng)能及勢(shì)能耗能，或是碰撞耗能之間按不同的比例進(jìn)行轉(zhuǎn)換。這就將使得該被動(dòng)裝置相對(duì)傳統(tǒng)被動(dòng)裝置有了更多的工作耗能模式，并且耗能模式的轉(zhuǎn)換過(guò)程并不需要人工進(jìn)行干預(yù)，而是可以通過(guò)預(yù)先設(shè)計(jì)的質(zhì)量大小、連接剛度、阻尼、粘彈性層厚度及質(zhì)量塊與限位裝置的間隙等決定。
[0031](I)當(dāng)預(yù)先設(shè)置的間隙值的設(shè)置超過(guò)了該激勵(lì)水平下質(zhì)量塊的相對(duì)最大振幅，碰撞將不會(huì)發(fā)生，粘彈性P-TMD將完全退化為一個(gè)普通TMD進(jìn)行工作;此時(shí)裝置的耗能僅體現(xiàn)為質(zhì)量塊的機(jī)械能耗能及部分阻尼耗能。
[0032](2)而當(dāng)間隙值減小到一定程度，碰撞間歇性發(fā)生，質(zhì)量塊的周期性運(yùn)動(dòng)模式將被打亂，此時(shí)則可以將裝置近似看作是一個(gè)碰撞疊加調(diào)諧質(zhì)量阻尼器。耗能模式將體現(xiàn)為質(zhì)量塊的機(jī)械能與碰撞耗能的不同比例的組合。
[0033](3)間隙繼續(xù)減小，碰撞將頻繁發(fā)生，裝置完全轉(zhuǎn)變?yōu)榕鲎埠哪転橹鞯囊粋€(gè)阻尼器。
[0034]因此，該自適應(yīng)粘彈性P-TMD預(yù)期將具有多個(gè)工作及耗能模式，而其工作模式將與初始設(shè)定的參數(shù)值以及外部激勵(lì)的強(qiáng)度和頻率成分密切相關(guān)，并可以隨著外部激勵(lì)的變化而進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整。當(dāng)然，為了使裝置耗能達(dá)到最大，需要針對(duì)減振目的對(duì)初設(shè)的連接剛度、間隙值等參數(shù)進(jìn)行最優(yōu)化設(shè)計(jì)。
[0035]以上是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，凡依本實(shí)用新型技術(shù)方案所作的改變，所產(chǎn)生的功能作用未超出本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍時(shí)，均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水平雙向粘彈性碰撞調(diào)諧質(zhì)量阻尼器裝置，其特征在于:包括中空?qǐng)A形外筒、設(shè)于中空?qǐng)A形外筒上方的上蓋板及設(shè)于中空?qǐng)A形外筒下方的下蓋板，所述上蓋板下端面中間部位設(shè)有一萬(wàn)向鉸，所述下蓋板上端面的中間部位設(shè)有一圓形粘彈性限位裝置，還包括第一、第二圓柱形質(zhì)量塊，所述第一圓柱形質(zhì)量塊上端圓心部位通過(guò)一第一剛性桿與所述萬(wàn)向鉸鉸接，第一圓柱形質(zhì)量塊下端圓心部位通過(guò)一第二剛性桿與所述第二圓柱形質(zhì)量塊上端圓心部位連接，所述第二圓柱形質(zhì)量塊下部位于所述圓形粘彈性限位裝置內(nèi)，所述第一圓柱形質(zhì)量塊還通過(guò)若干彈簧與所述中空?qǐng)A形外筒的內(nèi)壁連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平雙向粘彈性碰撞調(diào)諧質(zhì)量阻尼器裝置，其特征在于:所述萬(wàn)向鉸焊接于所述上蓋板下端面中間部位。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平雙向粘彈性碰撞調(diào)諧質(zhì)量阻尼器裝置，其特征在于:所述圓形粘彈性限位裝置包括一焊接于所述下蓋板上端面中間部位的圓形碰撞環(huán)和貼于所述圓形碰撞環(huán)內(nèi)側(cè)的粘彈性材料。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平雙向粘彈性碰撞調(diào)諧質(zhì)量阻尼器裝置，其特征在于:所述第一圓柱形質(zhì)量塊通過(guò)八方向彈簧與所述中空?qǐng)A形外筒的內(nèi)壁連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的水平雙向粘彈性碰撞調(diào)諧質(zhì)量阻尼器裝置，其特征在于:所述第一圓柱形質(zhì)量塊與彈簧之間通過(guò)AB結(jié)構(gòu)膠連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平雙向粘彈性碰撞調(diào)諧質(zhì)量阻尼器裝置，其特征在于:所述第一圓柱形質(zhì)量塊與第一剛性桿及第二剛性桿的連接為螺紋連接，第一圓柱形質(zhì)量塊圓心處有沖孔攻絲。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平雙向粘彈性碰撞調(diào)諧質(zhì)量阻尼器裝置，其特征在于:所述第二圓柱形質(zhì)量塊與第二剛性桿的連接為螺紋連接，第二圓柱形質(zhì)量塊圓心處有沖孔攻絲。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平雙向粘彈性碰撞調(diào)諧質(zhì)量阻尼器裝置，其特征在于:所述第一、二剛性桿表面均帶有螺紋。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平雙向粘彈性碰撞調(diào)諧質(zhì)量阻尼器裝置，其特征在于:所述上蓋板、下蓋板嵌設(shè)于所述中空?qǐng)A形外筒上，并通過(guò)AB結(jié)構(gòu)膠連接。
【文檔編號(hào)】E04B1/98GK205617595SQ201620409597
【公開(kāi)日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2016年5月9日
【發(fā)明人】林偉, 陳尚鴻, 彭剛杰, 陳貽佳
【申請(qǐng)人】福州大學(xué)