CN107355021A - 一种电涡流颗粒阻尼器 - Google Patents

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王梁坤
施卫星
鲁正
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Abstract

本发明涉及一种电涡流颗粒阻尼器，该阻尼器设置在待减振结构的底板和顶板之间，包括固定连接在顶板底部的铁盒、吸附在铁盒底部的永磁体以及固定在底板顶部且位于永磁体正下方的耗能单元，所述铁盒内设有耗能颗粒，当待减振结构水平振动时，所述耗能单元切割永磁体磁感线发热耗能，所述耗能颗粒通过相互碰撞及与铁盒的碰撞耗能。与现有技术相比，本发明用电涡流阻尼代替传统的黏滞阻尼，能够提高阻尼器的稳定性和耐久性，简化阻尼器的设计。又巧妙地复合上颗粒阻尼器，加强阻尼器的减振效果和耗能能力。有利于保证结构的安全性与耐久性。

Description

一种电涡流颗粒阻尼器
技术领域
本发明涉及振动控制领域，具体涉及一种电涡流颗粒阻尼器。
背景技术
在当今社会，各类阻尼器因为有对原建筑结构改动小、施工方便、减振控制效果显著等优点而被广泛关注，并在国内外的建筑结构中都有应用，如台北101大厦、上海中心等。传统的阻尼器采用液压黏滞阻尼器提供阻尼，在提供阻尼的同时，也会有一定刚度，无法做到刚度与阻尼的完全分离，影响设计分析。而且，液压黏滞阻尼器还存在漏油、不易养护、后期难以调节等问题，增加维护的难度和成本。
电涡流阻尼是对液压黏滞阻尼的一大创新。电涡流阻尼器的原理是，导体质量块在运动时切割磁感线，根据法拉第电磁感应原理，在导体内就会产生感应电动势，形成电涡流，将振动能量转化为导体的热量，从而实现振动控制。电涡流阻尼器的优势在于：磁体与导体之间没有直接接触，无摩擦阻尼和磨损；不受温度等环境影响；不存在漏油等状况，易于维护且耐久性好。
但是，现有的电涡流阻尼器，常用在竖向振动的阻尼上，对于水平振动的阻尼效果不佳，而且如何进一步加强电涡流阻尼器的阻尼效果，也是目前该领域人员着重考虑的问题。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种减振效果好的电涡流颗粒阻尼器。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种电涡流颗粒阻尼器，该阻尼器设置在待减振结构的底板和顶板之间，所述阻尼器包括固定连接在顶板底部的铁盒、吸附在铁盒底部的永磁体以及固定在底板顶部且位于永磁体正下方的耗能单元，所述铁盒内设有耗能颗粒，当待减振结构水平振动时，所述耗能单元切割永磁体磁感线发热耗能，所述耗能颗粒通过相互碰撞及与铁盒的碰撞耗能。
本发明的阻尼器具有两重阻尼效果：第一，待减振结构发生水平向振动时，带动铁盒做水平向振动，吸附于铁盒底部的永磁体与耗能单元发生切割磁感应线运动，通过耗能单元的发热耗能；第二，待减振结构发生水平向振动时，带动铁盒做水平向振动，放置于铁盒内的耗能颗粒发生碰撞，消耗振动能量。通过上述两种耗能方式，可以更加有效的耗能，增强阻尼效果。
所述顶板底部固定支架，所述铁盒通过摆绳与支架连接。
所述底板顶部设有支座，所述耗能单元固定在支座上。
所述耗能单元包括位于永磁体下方的导体板以及设置在导体板下方的导磁板，所述导磁板固定在支座上。在导体板的下方设置导磁板，可以有效为增强磁场强度，增大耗能单元的发热耗能。
所述导体板的材料为铜或铝，所述导磁板的材料为铁、镉或钴中的一种。
所述导体板与永磁体之间的距离为5～10mm。在此距离范围内，磁感应强度较强，导体板的发热耗能性能较好。
所述永磁体的材料为稀土永磁材料、钐钴、镍镉钴或铁氧体永磁材料中的一种。
所述耗能颗粒的材质为塑料、陶瓷或玻璃，所述耗能颗粒的数量为5～10颗，耗能颗粒的粒径为5～10mm。在上述材料和参数范围内，颗粒阻尼器的耗能能力较强，经济性较好。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：用电涡流阻尼代替传统的黏滞阻尼，能够提高阻尼器的稳定性和耐久性，简化阻尼器的设计。又巧妙地复合上颗粒阻尼器，加强阻尼器的减振效果和耗能能力。有利于保证结构的安全性与耐久性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为铁盒内放置的颗粒示意图。
其中，1为待减振结构，2为支架，3为摆绳，4为铁盒，5为永磁体，6为导体板，7为导磁板，8为支座，9为耗能颗粒。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
一种电涡流颗粒阻尼器，该阻尼器设置在待减振结构1的底板和顶板之间，其结构如图1所示，该阻尼器包括固定顶板底部的支架2、通过摆绳3与支架2连接的铁盒4、吸附在铁盒4底部的永磁体5以及固定在底板顶部且位于永磁体5正下方的耗能单元，铁盒4内设有九颗粒径为5～10mm的耗能颗粒9，如图2所示，当待减振结构1水平振动时，耗能单元切割永磁体5磁感线发热耗能，耗能颗粒9通过相互碰撞及与铁盒4的碰撞耗能。
底板顶部设有支座8，耗能单元固定在支座8上。
耗能单元包括位于永磁体5下方的导体板6以及设置在导体板6下方的导磁板7，导磁板7固定在支座8上。在导体板6的下方设置导磁板7，可以有效为增强磁场强度，增大耗能单元的发热耗能。
导体板6的材料为铜，导磁板7的材料为铁。导体板6与永磁体5之间的距离为8mm。永磁体5的材料为稀土永磁材料。
耗能颗粒9的材质为陶瓷。

Claims (8)

1.一种电涡流颗粒阻尼器，该阻尼器设置在待减振结构的底板和顶板之间，其特征在于，所述阻尼器包括固定连接在顶板底部的铁盒、吸附在铁盒底部的永磁体以及固定在底板顶部且位于永磁体正下方的耗能单元，所述铁盒内设有耗能颗粒，当待减振结构水平振动时，所述耗能单元切割永磁体磁感线发热耗能，所述耗能颗粒通过相互碰撞及与铁盒的碰撞耗能。
2.根据权利要求1所述的一种电涡流颗粒阻尼器，其特征在于，所述顶板底部固定支架，所述铁盒通过摆绳与支架连接。
3.根据权利要求1所述的一种电涡流颗粒阻尼器，其特征在于，所述底板顶部设有支座，所述耗能单元固定在支座上。
4.根据权利要求3所述的一种电涡流颗粒阻尼器，其特征在于，所述耗能单元包括位于永磁体下方的导体板以及设置在导体板下方的导磁板，所述导磁板固定在支座上。
5.根据权利要求4所述的一种电涡流颗粒阻尼器，其特征在于，所述导体板的材料为铜或铝，所述导磁板的材料为铁、镉或钴中的一种。
6.根据权利要求4所述的一种电涡流颗粒阻尼器，其特征在于，所述导体板与永磁体之间的距离为5～10mm。
7.根据权利要求1所述的一种电涡流颗粒阻尼器，其特征在于，所述永磁体的材料为稀土永磁材料、钐钴、镍镉钴或铁氧体永磁材料中的一种。
8.根据权利要求1所述的一种电涡流颗粒阻尼器，其特征在于，所述耗能颗粒的材质为塑料、陶瓷或玻璃，所述耗能颗粒的数量为5～10颗，耗能颗粒的粒径为5～10mm。
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