CN110273487A - 一种能够显著减小弹簧静伸长量的低频竖向减振调谐质量阻尼器 - Google Patents
一种能够显著减小弹簧静伸长量的低频竖向减振调谐质量阻尼器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110273487A CN110273487A CN201910541704.2A CN201910541704A CN110273487A CN 110273487 A CN110273487 A CN 110273487A CN 201910541704 A CN201910541704 A CN 201910541704A CN 110273487 A CN110273487 A CN 110273487A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- steel plate
- low frequency
- vibration damping
- vertical vibration
- folding shape
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000013016 damping Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 76
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 76
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 239000003190 viscoelastic substance Substances 0.000 claims description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 4
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007850 degeneration Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
- E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
- E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
- E04H9/021—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings
Abstract
本发明公开了一种能够显著减小弹簧静伸长量的低频竖向减振调谐质量阻尼器，阻尼器包括：顶部安装钢板以及固定在顶部安装钢板上的螺旋弹簧和工作缸，工作缸底部栓接下钢板，工作缸内部安装折形钢板、质量块和运动导杆，折形钢板底部安装螺旋弹簧，上钢板底部和下钢板顶部安装防撞装置。本发明阻尼器可以显著减小低频竖向减振调谐质量阻尼器的弹簧静伸长量，克服现有低频竖向减振调谐质量阻尼器占用空间大、安装成本高的缺点，同时避免因弹簧较大静伸长量引起的性能退化问题。
Description
技术领域
本发明涉及阻尼减振技术领域，具体地涉及一种可显著减小弹簧静伸长量的低频竖向减振调谐质量阻尼器。
背景技术
调谐质量阻尼器(TMD)是一种传统的减振装置，早期用于机械设备的减振，70年代后期逐渐应用于建筑结构领域的振动控制。TMD包含三个关键要素，质量单元、刚度单元和阻尼单元。通过将TMD自振频率调谐至结构主振频率附近，使得TMD在与主结构共振过程中，通过质量单元的振动和阻尼单元的耗能吸收主结构动能，从而实现结构减振的目的。
调谐质量阻尼器在低频条件下容易出现弹簧静伸长量过大的问题，通过理论推导可知，调谐频率0.5Hz的调谐质量阻尼器的静伸长量可达1m。过大的静伸长量将增加调谐质量阻尼器安装空间，提高安装成本，且易引起弹簧性能的退化。
当前就缩减弹簧静伸长量的研究较少，主要集中于通过主动或半主动控制的方式调整调谐质量阻尼器的刚度，获得较大的静力刚度，以减小弹簧静伸长量。
因此提出一种设计简单、原理清晰的被动控制改进方法，通过优化调谐质量阻尼器的构造，解决低频条件下弹簧静伸长量过大的问题，很有必要且有广泛的应用前景。
发明内容
本发明的目的是提供一种设计简单、原理清晰的低频竖向减振调谐质量阻尼器，该调谐质量阻尼器能够避免低频条件下弹簧静伸长量过大的问题，节省阻尼器安装空间和安装成本，减缓阻尼器性能退化，提高阻尼器长期性能。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：一种低频竖向减振调谐质量阻尼器，包括：顶部安装钢板以及固定在顶部安装钢板上的螺旋弹簧和工作缸，所述工作缸底部栓接下钢板，所述工作缸内部安装折形钢板、质量块和运动导杆，所述折形钢板底部安装螺旋弹簧，所述上钢板底部和下钢板顶部安装防撞装置；
所述折形钢板将工作缸内工作空间分割为上下两部分，上部分为折形钢板通过螺旋弹簧与上钢板相连，下部分为质量块通过螺旋弹簧与折形钢板相连；
进一步的，折形钢板与上钢板之间安装竖向耗能元件；折形钢板与质量块之间安装竖向耗能元件；
所述运动导杆根据功能与位置分为两类，位于折形钢板两侧的运动导杆为边侧运动导杆，贯穿螺旋弹簧和折形钢板；位于折形钢板中部的运动导杆为中部运动导杆，贯穿折形钢板、螺旋弹簧和质量块；
具体的，中部运动导杆底端与下钢板顶部的间距小于质量块高度的二分之一，边侧运动导杆底端与下钢板顶部的间距小于质量块高度与折形板高度之差；
进一步的，质量块和折形钢板预留运动导杆穿插孔道；
具体的，质量块的材料选择密度较大的合金材料；
具体的，防撞装置由构造钢板和粘弹性材料组合而成；
所述下钢板与工作缸之间栓接连接。
本发明的低频竖向减振调谐质量阻尼器减振原理如下：
静止状态下，弹簧在质量块自身重力的作用下自然伸长，边侧弹簧与中部弹簧通过折形板进行串联，由于折形板上下表面存在高差，使得弹簧静伸长量得到缩减，缩减长度等于折形板上下表面高差。
当主控结构振动时，调谐质量阻尼器进入工作状态，质量块与折形板均随主结构的振动而振动，将主结构的动能转移至调谐质量阻尼器，同时由于耗能元件的作用，部分能量得以耗散。
当调谐质量阻尼器振幅过大时，质量块底部与折形板顶部将与安装于上下钢板的防撞装置碰撞，通过耗能与弹性回弹，避免阻尼器破坏。
本发明的创新点体现如下：针对竖向低频调谐质量阻尼器静伸长量过大的问题，提出一种设计简单、原理清晰的被动控制改进方法，通过优化调谐质量阻尼器的构造，减小低频条件下弹簧静伸长量，节省调谐质量阻尼器的安装空间和安装成本，避免因弹簧较大静伸长量引起的性能退化问题。
附图说明
图1为发明低频竖向减振调谐质量阻尼器的结构示意图。
图2为发明低频竖向减振调谐质量阻尼器的横向剖面图。
图3为低频竖向减振调谐质量阻尼器的其它形式之一的结构示意图。
图4为低频竖向减振调谐质量阻尼器的其它形式之而的结构示意图。
图5为低频竖向减振调谐质量阻尼器的其它形式之三的结构示意图。
其中，1、顶部安装钢板(上钢板)；2、底部安装钢板(下钢板)；3、折形板；4、工作缸；5、边侧运动导杆；6、中部运动导杆；7、质量块；8、边侧弹簧；9、中部弹簧；10、耗能元件；11、防撞装置。
实施例
下面结合说明书附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
如图1-2所示，本发明一种能够显著减小弹簧静伸长量的低频竖向减振调谐质量阻尼器，包括顶部安装钢板1以及固定在顶部安装钢板上的边侧运动导杆5、中部运动导杆6、边侧螺旋弹簧8和工作缸4。具体的，边侧运动导杆共4根，中部运动导杆共4根，运动导杆长度应满足调谐质量阻尼器最大冲程要求；边侧螺旋弹簧共4根；工作缸4为四周密闭形式。工作缸4内，折形钢板3通过边侧螺旋弹簧8与上钢板1相连，质量块7通过中部螺旋弹簧9与折形钢板3相连。具体的，折形钢板3和质量块7均设置预留孔道，使得边侧运动导杆5和中部运动导杆6能够平滑穿过折形钢板3和质量块7；折形钢板3的高度根据实际情况进行设计，用以控制调谐质量阻尼器的静伸长量的减小值。工作缸4内，折形钢板3与上钢板1之间，折形钢板3与质量块7之间分别安装耗能元件10。工作缸4底部与下钢板2通过螺栓连接。上钢板1底部与下钢板2顶部安装防撞装置，减轻冲程超限情况下折形钢板3和质量块7对上钢板1和下钢板2的冲击。
通过调整折形钢板3的形式和布置方式，可以得到基于本发明基本构思的低频竖向减振调谐质量阻尼器的其它形式。如图3所示，基于本发明的弹簧静伸长量缩减原理，改变折形板的开口方向，同样可以实现缩减弹簧静伸长量的目的。在图1折形板形式的基础上，叠加2层甚至多层折形板，可以进一步缩减弹簧静伸长量，如图4所示。在图3折形板形式的基础上，叠加2层甚至多层折形板，可以进一步缩减弹簧伸长量，如图5所示。
本发明阻尼器可以显著减小低频竖向减振调谐质量阻尼器的弹簧静伸长量，克服现有低频竖向减振调谐质量阻尼器占用空间大、安装成本高的缺点，同时避免因弹簧较大静伸长量引起的性能退化问题。
上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。在不改变本发明基本构思的情况下，任何其它等同技术特征的变换或修改，都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种能够显著减小弹簧静伸长量的低频竖向减振调谐质量阻尼器，其特征在于：包括：顶部安装钢板以及固定在顶部安装钢板上的螺旋弹簧和工作缸，所述工作缸底部栓接下钢板，所述工作缸内部安装折形钢板、质量块和运动导杆，所述折形钢板底部安装螺旋弹簧，所述上钢板底部和下钢板顶部安装防撞装置。
2.根据权利要求1所述的低频竖向减振调谐质量阻尼器，其特征在于：折形钢板将工作缸内工作空间分割为上下两部分，上部分为折形钢板通过螺旋弹簧与上钢板相连，下部分为质量块通过螺旋弹簧与折形钢板相连。
3.根据权利要求2所述的低频竖向减振调谐质量阻尼器，其特征在于：折形钢板与上钢板之间安装竖向耗能元件；折形钢板与质量块之间安装竖向耗能元件。
4.根据权利要求1所述的低频竖向减振调谐质量阻尼器，其特征在于：运动导杆根据功能与位置分为两类，位于折形钢板两侧的运动导杆为边侧运动导杆，贯穿螺旋弹簧和折形钢板；位于折形钢板中部的运动导杆为中部运动导杆，贯穿折形钢板、螺旋弹簧和质量块。
5.根据权利要求3所述的低频竖向减振调谐质量阻尼器，其特征在于：中部运动导杆底端与下钢板顶部的间距小于质量块高度的二分之一，边侧运动导杆底端与下钢板顶部的间距小于质量块高度与折形板高度之差。
6.根据权利要求3所述的低频竖向减振调谐质量阻尼器，其特征在于：质量块和折形钢板预留运动导杆穿插孔道。
7.根据权利要求1所述的低频竖向减振调谐质量阻尼器，其特征在于：质量块的材料选择密度较大的合金材料。
8.根据权利要求1所述的低频竖向减振调谐质量阻尼器，其特征在于：防撞装置由构造钢板和粘弹性材料组合而成。
9.根据权利要求1所述的低频竖向减振调谐质量阻尼器，其特征在于：下钢板与工作缸之间栓接连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910541704.2A CN110273487A (zh) | 2019-06-21 | 2019-06-21 | 一种能够显著减小弹簧静伸长量的低频竖向减振调谐质量阻尼器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910541704.2A CN110273487A (zh) | 2019-06-21 | 2019-06-21 | 一种能够显著减小弹簧静伸长量的低频竖向减振调谐质量阻尼器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110273487A true CN110273487A (zh) | 2019-09-24 |
Family
ID=67962219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910541704.2A Pending CN110273487A (zh) | 2019-06-21 | 2019-06-21 | 一种能够显著减小弹簧静伸长量的低频竖向减振调谐质量阻尼器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110273487A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112128286A (zh) * | 2020-09-14 | 2020-12-25 | 湖南大学 | 一种竖向调谐质量滚珠丝杠式惯容电涡流阻尼器 |
| CN112128285A (zh) * | 2020-09-14 | 2020-12-25 | 湖南大学 | 一种竖向调谐质量磁力丝杠式惯容电涡流阻尼器 |
| CN113789879A (zh) * | 2021-09-07 | 2021-12-14 | 湖南省潇振工程科技有限公司 | 一种滑轮式调谐质量电涡流阻尼器 |
| CN114294361A (zh) * | 2021-12-11 | 2022-04-08 | 北京工业大学 | 一种调谐型竖向隔振器 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060272910A1 (en) * | 2005-06-02 | 2006-12-07 | Emil Kraner | Systems and methods for active vibration damping |
| CN203174488U (zh) * | 2012-12-06 | 2013-09-04 | 中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司 | 一种低频质量调谐阻尼装置 |
| CN105081867A (zh) * | 2015-08-14 | 2015-11-25 | 石家庄铁道大学 | 机床主动吸振系统 |
| CN108331874A (zh) * | 2018-03-09 | 2018-07-27 | 柳州东方工程橡胶制品有限公司 | 一种弹簧隔振器 |
| CN109629400A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-04-16 | 东南大学 | 一种可调式的低频竖向减振调谐质量阻尼器及其工作方法 |
| CN211200779U (zh) * | 2019-06-21 | 2020-08-07 | 浙江大学 | 一种能够显著减小弹簧静伸长量的低频竖向减振调谐质量阻尼器 |
-
2019
- 2019-06-21 CN CN201910541704.2A patent/CN110273487A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060272910A1 (en) * | 2005-06-02 | 2006-12-07 | Emil Kraner | Systems and methods for active vibration damping |
| CN203174488U (zh) * | 2012-12-06 | 2013-09-04 | 中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司 | 一种低频质量调谐阻尼装置 |
| CN105081867A (zh) * | 2015-08-14 | 2015-11-25 | 石家庄铁道大学 | 机床主动吸振系统 |
| CN108331874A (zh) * | 2018-03-09 | 2018-07-27 | 柳州东方工程橡胶制品有限公司 | 一种弹簧隔振器 |
| CN109629400A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-04-16 | 东南大学 | 一种可调式的低频竖向减振调谐质量阻尼器及其工作方法 |
| CN211200779U (zh) * | 2019-06-21 | 2020-08-07 | 浙江大学 | 一种能够显著减小弹簧静伸长量的低频竖向减振调谐质量阻尼器 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112128286A (zh) * | 2020-09-14 | 2020-12-25 | 湖南大学 | 一种竖向调谐质量滚珠丝杠式惯容电涡流阻尼器 |
| CN112128285A (zh) * | 2020-09-14 | 2020-12-25 | 湖南大学 | 一种竖向调谐质量磁力丝杠式惯容电涡流阻尼器 |
| CN112128286B (zh) * | 2020-09-14 | 2021-09-24 | 湖南大学 | 一种竖向调谐质量滚珠丝杠式惯容电涡流阻尼器 |
| CN113789879A (zh) * | 2021-09-07 | 2021-12-14 | 湖南省潇振工程科技有限公司 | 一种滑轮式调谐质量电涡流阻尼器 |
| CN114294361A (zh) * | 2021-12-11 | 2022-04-08 | 北京工业大学 | 一种调谐型竖向隔振器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110273487A (zh) | 一种能够显著减小弹簧静伸长量的低频竖向减振调谐质量阻尼器 | |
| CN108894347B (zh) | 一种半主动磁流变智能调谐减振装置 | |
| CN106401004B (zh) | 一种多向滚动式减振阻尼器 | |
| CN104712701B (zh) | 多孔可调式多变载荷液压缓冲器 | |
| CN109629400A (zh) | 一种可调式的低频竖向减振调谐质量阻尼器及其工作方法 | |
| CN104612280B (zh) | 复合型耗能减振控制装置 | |
| TWI286118B (en) | Balancing apparatus for elevator | |
| RU2502000C2 (ru) | Гидравлический амортизатор | |
| CN110528948B (zh) | 一种多重耗能自适应碰撞型调谐质量阻尼器 | |
| CN107938497A (zh) | 竖向调谐质量阻尼器 | |
| CN109339275A (zh) | 一种基于磁铁性能的多重减振器 | |
| CN211200779U (zh) | 一种能够显著减小弹簧静伸长量的低频竖向减振调谐质量阻尼器 | |
| CN111911578A (zh) | 一种新型液压弹簧减震器 | |
| CN107989217B (zh) | 一种空间网架结构分布式内置杆式碰撞阻尼器 | |
| EP2314770A1 (en) | Semi-active system for vibration suppression in pedestrian footbridges and such like | |
| CN212376380U (zh) | 一种阻尼可调的磁流变阻尼器能量阱装置 | |
| CN110848313B (zh) | 一种半圆形滑轨式准零刚度隔振器 | |
| CN108729570B (zh) | 一种半主动温控调谐惯质阻尼器 | |
| CN109826330B (zh) | 自振频率可调式多弯曲腔复合型颗粒调谐减振装置 | |
| CN108412067B (zh) | 一种装配式变阻尼变刚度粘弹性减震器及其抗震方法 | |
| CN107227806B (zh) | 双向碰撞摆减振控制装置 | |
| CN106703495B (zh) | 频率可调的调谐质量阻尼器 | |
| CN111075048B (zh) | 一种自复位的变刚度复合阻尼器 | |
| JP5008035B2 (ja) | 緩衝装置 | |
| CN207360263U (zh) | 一种防护效果好的保险杠 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |