CN107061614B - 一种刚度可调的复合阻尼器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种刚度可调的复合阻尼器，包括侧面板，所述侧面板的顶端通过螺丝连接有上面板，且侧面板的低端通过螺丝连接有下面板，所述下面板的底端焊接有基座，所述上面板的下端面和下面板上端面的中部分别固定设有传力板，且传力板之间设置有质量块，所述质量块上套设有线圈绕组，所述质量块和传力板之间设置有磁流变弹性体。本发明通过磁流变弹性体工作原理与技术，思路清晰，形状尺寸规整，结构简单，安装与维护方便，适用于多种工程结构，减振效果好，响应速度快。

Description

一种刚度可调的复合阻尼器
技术领域
本发明涉及一种刚度可调的复合阻尼器技术领域，尤其涉及一种刚度可调的复合阻尼器。
背景技术
调谐质量阻尼器是一种被动减振耗能装置，包括质量块、阻尼和刚度元素。其减振原理是：调谐质量阻尼器作为一个子结构附加于主结构中，当主结构受到外部荷载的激励产生振动，调谐质量阻尼器也随之发生振动，主要由质量块产生的惯性力反作用于主结构中，以抵消外部荷载的作用效应，达到减振的目的。调谐质量阻尼器只有在自振频率与主结构频率一致或相接近的时候才能形成良好的减振效果，由于大跨度楼盖、输电塔、海洋平台等结构具有多个共振频率，在服役期间受到的活荷载形式比较复杂。对此，常规的调谐质量阻尼器无法达到良好的减振效果，即使采用多重调谐阻尼器，也只能针对离散的频率进行控制，无法实现连续、宽频的结构振动控制。
磁流变弹性体在结构减振中的主要应用在隔振方面，在阻尼器特别是调谐质量阻尼器中应用较少。且大多数减振装置采用的是单一的磁流变弹性体来实现刚度变化，其刚度可调范围小，不适用于频率变化范围较大的结构。使减振装置的可控性受到限制。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种刚度可调的复合阻尼器，本发明通过磁流变弹性体工作原理与技术，思路清晰，形状尺寸规整，结构简单，安装与维护方便，适用于多种工程结构，减振效果好，响应速度快。
根据本发明实施例的一种刚度可调的复合阻尼器，
包括侧面板，所述侧面板的顶端通过螺丝连接有上面板，且侧面板的低端通过螺丝连接有下面板，所述下面板的底端焊接有基座，所述上面板的下端面和下面板上端面的中部分别固定设有传力板，且传力板之间设置有质量块，所述质量块上套设有线圈绕组，所述质量块和传力板之间设置有磁流变弹性体；
所述上面板和下面板的两端分别设有直线导轨，所述质量块和侧面板之间设有悬臂式弹簧，且悬臂式弹簧上套设有直线轴承，所述直线轴承上设有位置调节杆，且位置调节杆的末端设置在直线导轨内。
优选的，所述悬臂式弹簧与质量块之间通过球铰式万向连轴器相连。
优选的，所述质量块由两个U型导磁铁芯组成，且两个U型导磁铁芯对称设置。
优选的，所述基座上留设一排螺栓孔，螺栓孔用于与主结构相连。
优选的，所述悬臂式弹簧为圆截面或者方形截面柔性杆式弹簧。
本发明中的有益效果：1、本发明通过磁流变弹性体工作原理与技术，思路清晰，形状尺寸规整，结构简单，安装与维护方便，适用于多种工程结构，减振效果好，响应速度快。
2、本发明将磁流变弹性体智能材料植入调谐质量阻尼器中，通过调节铁芯线圈中的电流大小来控制磁路中的磁感应强度，进而改变与磁感线垂直的磁流变弹性体中的铁磁颗粒分布，使其剪切模量发生变化，实现刚度智能可控，可以随时根据主结构自振频率的变化调节阻尼器的刚度。
3、本发明创新地提出了利用悬臂式弹簧代替螺旋弹簧作为阻尼器的另外一个刚度元件，悬臂式弹簧只占用了水平空间，缩短了阻尼器竖直方向的尺寸，通过位置调节杆调节悬臂式弹簧的变形长度，可以实现机械式地改变阻尼器的刚度，当导磁铁芯中线圈所连接的控制器不能正常运转时，或磁流变弹性体由于老化导致性能丧失时，可通过调节悬臂式弹簧的变形长度实现刚度变化，使阻尼器的频率与主结构频率相同，同时，也可以弥补磁流变弹性体所提供的刚度可调范围有限的不足之处，实现阻尼器频率连续、宽频可调。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明提出的结构示意图；
图2为本发明左视图；
图3为本发明俯视图；
图4为本发明的悬臂式弹簧连接图。
图中：1.侧面板；2.基座；3.上面板；4.下面板；5.质量块；6.线圈绕组；7.磁流变弹性体；8.传力板；9.悬臂式弹簧；10.位置调节杆；11.直线轴承；12.直线导轨；13.球铰式万向联轴器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参照图1-4，一种刚度可调的复合阻尼器，
包括侧面板1，侧面板1的顶端通过螺丝连接有上面板3，且侧面板1的低端通过螺丝连接有下面板4，下面板4的底端焊接有基座2，上面板3的下端面和下面板4上端面的中部分别固定设有传力板8，且传力板8之间设置有质量块5，质量块5上套设有线圈绕组6，质量块5和传力板8之间设置有磁流变弹性体7；
上面板3和下面板4的两端分别设有直线导轨12，质量块5和侧面板之间设有悬臂式弹簧9，且悬臂式弹簧9上套设有直线轴承11，直线轴承11上设有位置调节杆10，且位置调节杆10的末端设置在直线导轨12内。
所述悬臂式弹簧9与质量块5之间通过球铰式万向连轴器13相连，所述质量块5由两个U型导磁铁芯组成，且两个U型导磁铁芯对称设置，所述基座2上留设一排螺栓孔，螺栓孔用于与主结构相连，所述悬臂式弹簧9为圆截面或者方形截面柔性杆式弹簧。
实施方式或工作流程：本发明中阻尼器通过螺栓与主结构连接，当主结构发生振动时，带动阻尼器振动，在阻尼器发生振动的过程中，质量块5与传力板8之间有相对位移，磁流变弹性体7发生剪切变形，质量块5与侧面板1之间有相对位移，悬臂式弹簧9发生弯曲变形，磁流变弹性体7与悬臂式弹簧9共同为阻尼器提供刚度，阻尼由磁流变7提供，当主结构的频率发生改变时，为了使阻尼器与主结构的频率相接近或一致，需要使阻尼器中的质量、阻尼和刚度组合达到最佳调谐条件，由于质量块5的质量固定不变，由磁流变弹性体7提供的阻尼变化也不大，故本发明提供的阻尼器主要控制刚度变化来达到最佳的减振效果，分以下两种情况：
第一，当线圈绕组6中有直流电通过时，阻尼器中由磁流变弹性体7所提供的刚度与悬臂式弹簧9所提供的刚度均可变，当主结构频率减小时，需相应地减小阻尼器的固有频率，此时先保持位置调节杆10的位置不变，减小直流电的供应使磁路中的磁感应强度减小，进而使磁流变弹性体7中的剪切模量减小，当磁流变弹性体7发生剪切变形时，所提供的刚度相应地减小，达到降低阻尼器的固有频率的目的。若电流减小为零时刚度值仍偏大，应通过直线导轨12向远离质量块5的方向移动位置调节杆10，此时增加了悬臂式弹簧9发生弯曲变形的长度，所提供的刚度相应地减小，达到减小阻尼器的固有频率的目的。
第二，当线圈绕组6中不通电时，阻尼器中由磁流变弹性体7所提供的刚度为固定值，悬臂式弹簧9所提供的刚度可变，当主结构频率减小时，需相应地减小阻尼器的固有频率，通过直线导轨12向远离质量块5的方向移动位置调节杆10，此时增加了悬臂式弹簧9发生弯曲变形的长度，所提供的刚度相应地减小，达到减小阻尼器的固有频率的目的。。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种刚度可调的复合阻尼器，其特征在于：包括侧面板，所述侧面板的顶端通过螺丝连接有上面板，且侧面板的低端通过螺丝连接有下面板，所述下面板的底端焊接有基座，所述上面板的下端面和下面板上端面的中部分别固定设有传力板，且传力板之间设置有质量块，所述质量块上套设有线圈绕组，所述质量块和传力板之间设置有磁流变弹性体；所述上面板和下面板的两端分别设有直线导轨，所述质量块和侧面板之间设有悬臂式弹簧，且悬臂式弹簧上套设有直线轴承，所述直线轴承上设有位置调节杆，且位置调节杆的末端设置在直线导轨内；所述悬臂式弹簧与质量块之间通过球铰式万向连轴器相连；所述质量块由两个U型导磁铁芯组成，且两个U型导磁铁芯对称设置。
2.根据权利要求1所述的一种刚度可调的复合阻尼器，其特征在于：所述基座上留设一排螺栓孔，螺栓孔用于与主结构相连。
3.根据权利要求1所述的一种刚度可调的复合阻尼器，其特征在于：所述悬臂式弹簧为圆截面或者方形截面柔性杆式弹簧。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107588146B (zh) * 2017-10-18 2019-04-05 天津理工大学 一种可实现变刚度的弦式吸振器
TWI661138B (zh) 2017-11-10 2019-06-01 財團法人工業技術研究院 可變剛性阻尼器與其控制方法
CN108425986B (zh) * 2018-04-17 2023-06-02 中铁大桥科学研究院有限公司 圆筒式电涡流阻尼装置、阻尼调节方法及桥梁减振结构
CN109577726B (zh) * 2018-11-07 2021-03-26 同济大学 一种变刚度电磁颗粒阻尼器
CN113513099B (zh) * 2021-04-29 2022-11-29 合肥工业大学 一种用于塔器的调谐质量阻尼器
CN113915283B (zh) * 2021-09-29 2022-10-04 华中科技大学 一种磁液复合的平面多自由度调谐质量阻尼器
CN115370696B (zh) * 2022-08-22 2024-05-28 武汉理工大学 基于磁流变弹性体的振动控制tmd装置、方法及系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6405841B1 (en) * 2000-09-15 2002-06-18 Damon R. Zeno Electromagnetic shock absorber
CN105735512A (zh) * 2016-05-03 2016-07-06 柳州东方工程橡胶制品有限公司 一种调谐质量阻尼器减振控制装置
CN105804265A (zh) * 2016-05-09 2016-07-27 福州大学 竖向粘弹性碰撞调谐质量阻尼器装置及其工作模式
CN205604511U (zh) * 2016-05-03 2016-09-28 柳州东方工程橡胶制品有限公司 一种调谐质量阻尼器减振控制装置
CN205617596U (zh) * 2016-05-09 2016-10-05 福州大学 竖向粘弹性碰撞调谐质量阻尼器结构

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6405841B1 (en) * 2000-09-15 2002-06-18 Damon R. Zeno Electromagnetic shock absorber
CN105735512A (zh) * 2016-05-03 2016-07-06 柳州东方工程橡胶制品有限公司 一种调谐质量阻尼器减振控制装置
CN205604511U (zh) * 2016-05-03 2016-09-28 柳州东方工程橡胶制品有限公司 一种调谐质量阻尼器减振控制装置
CN105804265A (zh) * 2016-05-09 2016-07-27 福州大学 竖向粘弹性碰撞调谐质量阻尼器装置及其工作模式
CN205617596U (zh) * 2016-05-09 2016-10-05 福州大学 竖向粘弹性碰撞调谐质量阻尼器结构

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