CN112343196A - 一种多级变阻尼阻尼器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种多级变阻尼阻尼器，包括阻尼机构，所述阻尼机构包括阻尼件，所述阻尼件包括第一相对滑动件、第二相对滑动件，第一相对滑动件与第二相对滑动件之间可进行相对滑动，所述第一相对滑动件与第二相对滑动件之间具有初始相对位置、极限相对位置，所述第一相对滑动件上设有磁体，所述第二相对滑动件上设有导电体，所述第一相对滑动件与第二相对滑动件在滑动过程中，导电体与磁体的磁场相切，所述导电体在初始相对位置处感应的磁场强度小于所述导电体在极限相对位置处感应的磁场强度。本发明通过第一相对滑动件与第二相对滑动件在滑动过程中阻尼增大，实现多级阻尼的作用，对振动(如风力造成)及震动(如地震造成)均具有良好的阻力。

Description

一种多级变阻尼阻尼器
技术领域
本发明涉及一种被动防振动或震动的建筑构件，特别是涉及一种多级变阻尼阻尼器。
背景技术
调谐质量阻尼器的目的，是通过将结构振动的一些能量传递给以简单形式固定的或连接在主要结构的辅助质量系统来完成，达到减少外力输入到主体结构能量的目的。利用附加在主体结构上的质量弹簧阻尼体系来吸收主体结构的振动能量从而达到减振目的一种消能减振装置。
但是，大量的工程实践显示，在超大风、罕遇地震或超大地震下，调谐质量阻尼器的滑块在产生大变形的情况下，容易超出预先设定的量程，使得质量块撞上主体结构进入锁定状态，对主体结构产生偏心的不利荷载影响。而质量块的量程往往受周边建筑条件的限值无法做得足够大，因此，如何有效的减小调谐质量阻尼器的质量块位移却不影响质量块的减震效果成为研究的方向。
发明内容
本发明提供了一种多级变阻尼阻尼器，以实现多级的被动阻尼效果。
本发明提供了一种多级变阻尼阻尼器，包括阻尼机构，所述阻尼机构包括阻尼件，所述阻尼件包括第一相对滑动件、第二相对滑动件，所述第一相对滑动件与第二相对滑动件之间可进行相对滑动，所述第一相对滑动件与第二相对滑动件之间具有初始相对位置、极限相对位置，所述第一相对滑动件上设有磁体，所述第二相对滑动件上设有导电体，所述第一相对滑动件与第二相对滑动件在滑动过程中，导电体与磁体的磁场相切，所述导电体在初始相对位置处感应的磁场强度小于所述导电体在极限相对位置处感应的磁场强度。
进一步地，所述第一相对滑动件与第二相对滑动件在初始相对位置、极限相对位置之间还设有中间相对位置，所述导电体在初始相对位置、中间相对位置、极限相对位置处感应的磁场强度逐级增大。
进一步地，所述导电体在初始相对位置处与磁体的垂直距离大于所述导电体在极限相对位置处与磁体的垂直距离。
更进一步地，所述导电体为铜板，且所述铜板的一面朝向磁体，所述铜板朝向磁体的一面在初始相对位置处凹陷，在极限相对位置处凸起。
更进一步地，所述导电体的初始相对位置为铜板的中心处，所述导电体的极限相对位置为铜板的边缘，所述铜板为中心凹陷、边缘凸起的结构。
进一步地，所述磁体为条型结构，所述导电体相对磁体进行滑动，所述磁体在初始相对位置处的磁场强度小于所述磁体在极限相对位置的磁场强度。
更进一步地，，所述磁体由若干个永磁体依次排列组成。
更进一步地，所述永磁体一面朝向导电体，所述磁体在极限相对位置处永磁体的排列密度大于所述磁体在初始相对位置处永磁体的排列密度。
更进一步地，所述导电体为铜管，所述铜管内设有导磁体，所述导磁体至少一端靠近磁体。
更进一步地，所述导磁体为软磁体。
进一步地，所述多级变阻尼阻尼器还包括第一固定平台、第二固定平台，所述第一固定平台可滑动安装在第二固定平台上，所述第一相对滑动件、第二相对滑动件分别安装在第一固定平台、第二固定平台上。
更进一步地，所述第一固定平台为上层梁，所述第二固定平台为中层梁，所述多级变阻尼阻尼器还包括下层梁，所述中层梁滑动安装在下层梁上，所述中层梁、下层梁之间还设有电涡流阻尼件，所述电涡流阻尼件的第一相对滑动件、第二相对滑动件分别固定安装在中层梁、下层梁上。
更进一步地，所述多级变阻尼阻尼器还包括第一滑轨、第二滑轨，所述上层梁通过第一滑轨滑动安装在中层梁上，所述中层梁通过第二滑轨滑动安装在下层梁，且所述第一滑轨、第二滑轨之间具有非0度夹角。
更进一步地，所述第一滑轨、第二滑轨之间为90度夹角。
进一步地，所述阻尼机构还包括弹性复位件，所述弹性复位件分别与第二固定平台相对的两边相连，且所述第一固定平台与弹性复位件相连。
更进一步地，所述弹性复位件包括第一弹性件、第二弹性件，所述第一弹性件的一端、第二弹性件的一端分别固定在第二固定平台相对的两边，所述第一弹性件的另一端、第二弹性件的另一端分别与第一固定平台相连。
更进一步地，所述弹性复位件为弹簧。
进一步地，所述多级变阻尼阻尼器还包括基层梁、微调装置，所述第二固定平台安装在基层梁上，所述微调装置与第二固定平台直接或间接相连。
本发明相对于现有技术，利用导电体与磁体在相对滑动过程中产生感应电动势能，从而使导电体与磁体之间具有相对的阻力，起到阻尼效果；同时由于第一相对滑动件在从初始相对位置向极限相对位置滑动过程中，导电体感应的磁场强度逐渐增强，增大导电体与磁体之间的相对阻力，实现多级阻尼的作用，对振动(如风力造成)及震动(如地震造成)均具有良好的阻力。
附图说明
图1为本发明实施例初始相对位置电涡流阻尼件剖面结构示意图；
图2为本发明实施例极限相对位置电涡流阻尼件剖面结构示意图；
图3为本发明实施例导电体俯视图；
图4为本发明实施例初始相对位置第一相对滑动件磁场变化的结构示意图；
图5为本发明实施例极限相对位置第一相对滑动件磁场变化的结构示意图；
图6为本发明实施例第一相对滑动件与第二相对滑动件剖面结构示意图；
图7为本发明实施例俯视图；
图8为本发明实施例主视图；
图9为本发明实施例侧视图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将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的实施例，而不是全部的实施例。
本发明实施例公开了一种多级变阻尼阻尼器，如图1-2所示，包括阻尼机构，所述阻尼机构包括电涡流阻尼件1，所述电涡流阻尼件1包括第一相对滑动件11、第二相对滑动件12，所述第一相对滑动件11与第二相对滑动件12之间可进行相对滑动，所述第一相对滑动件11与第二相对滑动件12之间具有初始相对位置、极限相对位置，所述第一相对滑动件11上设有若干个磁体111，所述第二相对滑动件12上设有导电体121，所述第一相对滑动件11由初始相对位置向极限相对位置滑动过程中，所述导电体121与所述磁体111的磁场相切，且所述导电体121在初始相对位置处感应的磁场强度小于所述导电体121在极限相对位置处感应的磁场强度。
其中，第一相对滑动件11、第二相对滑动件12可采用滑轨等结构进行相对固定，使第一相对滑动件11、第二相对滑动件12之间可以进行相对的滑动过程。而导电体121以相同速度在初始相对位置、极限相对位置滑动时，由于感应的磁场强度不同，产生不同的阻尼系数。
本发明实施例，利用导电体与磁体在相对滑动过程中产生感应电动势能，从而使导电体与磁体之间具有相对的阻力，起到阻尼效果；同时由于第一相对滑动件在从初始相对位置向极限相对位置滑动过程中，导电体感应的磁场强度逐渐增强，增大导电体与磁体之间的相对阻力，实现多级阻尼的作用，对振动(如风力造成)及震动(如地震造成)均具有良好的阻力。
可选的，所述第一相对滑动件11与第二相对滑动件12在初始相对位置、极限相对位置之间还设有中间相对位置，所述导电体121在初始相对位置、中间相对位置、极限相对位置处感应的磁场强度逐级增大。
其中，中间相对位置可设有若干个，导电体121以相同速度在各个中间相对位置滑动时，感应的磁场强度不同。且导电体121以相同速度从初始相对位置滑动，经各个中间相对位置至极限相对位置处时，导电体121在各个相对位置处感应的磁场强度逐级增大。
本发明实施例通过在初始相对位置、极限相对位置处之间设置若干个中间相对位置，利用导电体在各个相对位置处感应的磁场强度逐级增大，使导电体在各个相对位置处具有不同的阻尼系数，实现多级阻尼效果。
可选的，所述导电体121在初始相对位置处与磁体111的垂直距离大于所述导电体121在极限相对位置处与磁体111的垂直距离。
特别的，所述导电体121为铜板121，且所述铜板121的一面朝向磁体111，所述铜板121朝向磁体111的一面在初始相对位置处凹陷，在极限相对位置处凸起。
其中，如图1-2所示，磁体111为磁钢材质，且第一相对滑动件11上设有若干个并排的磁体111。第二相对滑动件12为铜板，截面如图所示，第一相对滑动件11的初始相对位置为第二相对滑动件12的中部上方，而第一相对滑动件11的极限相对位置分别在第二相对滑动件12的两边。第一相对滑动件11位于第二相对滑动件12的上方，第一相对滑动件11相对第二相对滑动件12进行水平移动。第二相对滑动件12的两边凸起，中间凹陷，使第一相对滑动件11在相对第二相对滑动件12进行微小振动时，磁体111与第二相对滑动件12的铜板距离较远，产生的阻力小，可以对小幅度振动起到阻尼作用。在大幅度震动时，磁体111会在第一相对滑动件11的带动下滑向第二相对滑动件12的两边，此时由于磁体111与第二相对滑动件12的铜板距离减小，使铜板内的感应电动势提高，产生更大的阻力，使第一相对滑动件11与第二相对滑动件12之间的阻尼增大，对大幅度震动进行减震作用。
本发明实施例利用导电体与磁体在相对滑动过程中产生感应电动势能，从而使导电体与磁体之间具有相对的阻力，起到阻尼效果；同时由于第一相对滑动件在从初始相对位置向极限相对位置滑动过程中，第一相对滑动件与第二相对滑动件的垂直距离逐渐缩小，使产生的感应电动势提高，增大导电体与磁体之间的相对阻力，实现多级阻尼的作用，对振动(如风力造成)及震动(如地震造成)均具有良好的阻力。
特别的，如图3所示，所述导电体121的初始相对位置1211为铜板的中心处1211，所述导电体121的极限相对位置1212为铜板的边缘1212，所述铜板为中心凹陷、边缘凸起的结构。
其中，如图2、图3所示，铜板为中心凹陷的圆形。
本发明实施例通过设置铜板为圆形，在导电体121向任意方向滑动时，均能产生阻力，实现全角度阻尼的效果。
可选的，本发明实施例可以在图1、图2的基础上，通过设置磁体间距或改变磁体材质、尺寸，使第一相对滑动件的磁场强度变化。如图4、图5所示，第一相对滑动件11两端的磁体111间距小于第一相对滑动件11中部的磁体111间距，使第一相对滑动件11两端的磁场强度大于第一相对滑动件11中部的磁场强度。
本发明实施例通过调节第一相对滑动件的磁场强度，配合第二相对滑动件的铜板结构，在有限的空间下提供多种阻尼系数，使电涡流阻尼件具有多级变阻比，可根据振动幅度提供良好的阻尼效果。
可选的，如图6所示，所述磁体111为条型结构，所述导电体121相对磁体111进行滑动，所述磁体111在初始相对位置处的磁场强度小于所述磁体111在极限相对位置的磁场强度。
特别的，所述磁体111由若干个永磁体1111依次排列组成。
特别的，所述永磁体1111一面朝向导电体121，所述磁体111在极限相对位置处永磁体1111的排列密度大于所述磁体111在初始相对位置处永磁体1111的排列密度。
其中，初始相对位置为磁体111的中间位置，极限相对位置为磁体111的两端位置。永磁体1111在磁体111两端位置的排列间距小于在磁体111中间位置的排列间距。
特别的，所述导电体121为铜管，所述铜管内设有导磁体122，所述导磁体122至少一端靠近磁体1111。
特别的，所述导磁体122为软磁体122。
其中，磁体111为两个，分别靠近导电体121的两端，两个磁体111之间相互平行，导电体121在两个磁体111之间进行直线滑动。
本发明实施例通过采用导磁体，增强铜管内的磁感线强度，提高铜管在移动过程中的电磁感应强度。
可选的，如图7-9所示，所述多级变阻尼阻尼器还包括第一固定平台、第二固定平台，所述第一固定平台可滑动安装在第二固定平台上，所述第一相对滑动件11、第二相对滑动件12分别安装在第一固定平台、第二固定平台上。
特别的，如图7-9所示，所述第一固定平台为上层梁2，所述第二固定平台为中层梁3，所述多级变阻尼阻尼器还包括下层梁4，所述中层梁3滑动安装在下层梁4上，所述中层梁3、下层梁4之间还设有电涡流阻尼件1，所述电涡流阻尼件1的第一相对滑动件11、第二相对滑动件12分别固定安装在中层梁3、下层梁4上。
其中，如图7-9所示，上层梁2、中层梁3、下层梁4均采用方型框结构。
特别的，如图7-9所示，所述多级变阻尼阻尼器还包括第一滑轨5、第二滑轨6，所述上层梁2通过第一滑轨5滑动安装在中层梁3上，所述中层梁3通过第二滑轨6滑动安装在下层梁4，且所述第一滑轨5、第二滑轨6之间具有非0度夹角。
特别的，如图7-9所示，所述第一滑轨5、第二滑轨6之间为90度夹角。
其中，如图7-9所示，第一滑轨5、第二滑轨6均为由多个滑杆组成的滑轨结构。
本发明实施例通过将第一滑轨、第二滑轨之间设置为90度夹角，使上层梁可以向多个方向滑动，使阻尼器可以针对多个方向的力提供阻尼效果。
可选的，如图7-9所示，所述阻尼机构还包括弹性复位件，所述弹性复位件分别与第二固定平台相对的两边相连，且所述第一固定平台与弹性复位件相连。
特别的，如图7-9所示，所述弹性复位件包括第一弹性件51、第二弹性件52，所述第一弹性件51的一端、第二弹性件52的一端分别固定在第二固定平台相对的两边，所述第一弹性件51的另一端、第二弹性件52的另一端分别与第一固定平台相连。
其中，如图7-9所示，第一弹性件51、第二弹性件52均为弹簧。
可选的，如图7-9所示，所述多级变阻尼阻尼器还包括基层梁7、微调装置8，所述第二固定平台安装在基层梁7上，所述微调装置8与第二固定平台直接或间接相连。
其中，如图7-9所示，基层梁7作为底座结构，下层梁4通过微调装置8安装在基层梁7上，可以利用微调装置8来调节下层梁4与基层梁7之间的相对位置，方便根据施工需要对下层梁位置进行快速调节。
在具体施工时：先安装基层梁，将微调装置放置在基层梁上，依次安装下层梁、中层梁、上层梁，调平后将第一滑轨、第二滑轨固定，使各层连接紧密，铰座与上部质量块锁定，最后松开限位装置，使上层梁、中层梁、下层梁之间可以相对滑动。铰座可与水箱等质量块相连接固定，基层梁可固定在地面。
本发明利用电涡流耗能机制，可同时用于抗风抗震。其有结构简单，制作方便，安装拆卸更换方便，造价低廉，易形成批量生产等优点。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，技术人员阅读本申请说明书后依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均未脱离本发明申请待批权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多级变阻尼阻尼器，其特征在于，所述多级变阻尼阻尼器包括阻尼机构，所述阻尼机构包括阻尼件，所述阻尼件包括第一相对滑动件、第二相对滑动件，所述第一相对滑动件与第二相对滑动件之间可进行相对滑动，所述第一相对滑动件与第二相对滑动件之间具有初始相对位置、极限相对位置，所述第一相对滑动件上设有磁体，所述第二相对滑动件上设有导电体，所述第一相对滑动件与第二相对滑动件在滑动过程中，导电体与磁体的磁场相切，所述导电体在初始相对位置处感应的磁场强度小于所述导电体在极限相对位置处感应的磁场强度。
2.根据权利要求1所述的多级变阻尼阻尼器，其特征在于，所述第一相对滑动件与第二相对滑动件在初始相对位置、极限相对位置之间还设有中间相对位置，所述导电体在初始相对位置、中间相对位置、极限相对位置处感应的磁场强度逐级增大。
3.根据权利要求1所述的多级变阻尼阻尼器，其特征在于，所述导电体在初始相对位置处与磁体的垂直距离大于所述导电体在极限相对位置处与磁体的垂直距离。
4.根据权利要求3所述的多级变阻尼阻尼器，其特征在于，所述导电体为铜板，且所述铜板的一面朝向磁体，所述铜板朝向磁体的一面在初始相对位置处凹陷，在极限相对位置处凸起。
5.根据权利要求4所述的多级变阻尼阻尼器，其特征在于，所述导电体的初始相对位置为铜板的中心处，所述导电体的极限相对位置为铜板的边缘，所述铜板为中心凹陷、边缘凸起的结构。
6.根据权利要求1所述的多级变阻尼阻尼器，其特征在于，所述磁体为条型结构，所述导电体相对磁体进行滑动，所述磁体在初始相对位置处的磁场强度小于所述磁体在极限相对位置的磁场强度。
7.根据权利要求6所述的多级变阻尼阻尼器，其特征在于，所述磁体由若干个永磁体依次排列组成。
8.根据权利要求7所述的多级变阻尼阻尼器，其特征在于，所述永磁体一面朝向导电体，所述磁体在极限相对位置处永磁体的排列密度大于所述磁体在初始相对位置处永磁体的排列密度。
9.根据权利要求6-8任一项所述的多级变阻尼阻尼器，其特征在于，所述导电体为铜管，所述铜管内设有导磁体，所述导磁体至少一端靠近磁体。
10.根据权利要求9所述的多级变阻尼阻尼器，其特征在于，所述导磁体为软磁体。
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