CN115419183B - 一种调谐质量阻尼器及阻尼器调频方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种调谐质量阻尼器及阻尼器调频方法。调谐质量阻尼器包括质量单元、摆臂单元和调频单元,质量单元通过摆臂单元与主结构摆动连接,调频单元包括调频磁吸件和控制器,调频磁吸件布置于质量单元的沿竖直方向的一侧,调频磁吸件与质量单元之间具有磁吸力;控制器与调频磁吸件电连接,控制器用于根据质量单元的振动频率与主结构的固有频率之间的差值、调节调频磁吸件对质量单元的磁吸力。阻尼器调频方法应用于上述调谐质量阻尼器,其包括:根据质量单元的振动频率与主结构的固有频率之间的差值,调节调频磁吸件对质量单元的磁吸力。本发明具有提高阻尼器频率调节效率,且调节方便等优点。
Description
技术领域
本发明涉及调谐质量阻尼器领域,尤其涉及一种调谐质量阻尼器及阻尼器调频方法。
背景技术
目前,调谐质量阻尼器(TMD)已广泛用于桥梁、高层建筑等结构的振动抑制与衰减。当使用调谐质量阻尼器抑制结构的横向振动时,其刚度单元往往采用摆式结构。在抑制结构振动的过程中,只有将调谐质量阻尼器的振动频率调至与主结构的固有频率一致,才能最好地发挥调谐质量阻尼器的抑振效果。而在调谐质量阻尼器实际设计与生产过程中,受计算、加工等多方面产生的偏差影响,调谐质量阻尼器实际振动频率会与设计频率存在偏差。因此,在生产完成后需要将调谐质量阻尼器的振动频率调整至主结构的固有频率附近,偏差不应超过2%。
现有的调谐质量阻尼器的调频方法通常采用人工调整摆臂长度来改变摆臂刚度的方式,调谐质量阻尼器的摆臂摆长对振动频率的影响明显。但调谐质量阻尼器通常设置有多条摆臂,每条摆臂的长度需调整一致,因此,在通过该方法来调频时需要多次调整摆臂才能将振动频率调至满足要求,其工作效率低、人工成本高;且由于要实现摆臂长度可调,需增加摆臂长度可调的结构,其提高了加工成本,降低了调谐质量阻尼器的整体可靠性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种提高阻尼器频率调节效率,且调节方便的调谐质量阻尼器及阻尼器调频方法。
为解决上述技术问题,本发明提出的技术方案为:
一种调谐质量阻尼器,包括质量单元和摆臂单元,所述质量单元通过所述摆臂单元与主结构摆动连接,还包括调频单元,所述调频单元包括调频磁吸件和控制器,所述调频磁吸件布置于所述质量单元的沿竖直方向的一侧,所述调频磁吸件与所述质量单元之间具有磁吸力;所述控制器与所述调频磁吸件电连接,所述控制器用于根据质量单元的振动频率与主结构的固有频率之间的差值、调节所述调频磁吸件对所述质量单元的磁吸力。
作为上述技术方案的进一步改进:
所述控制器用于根据质量单元的振动频率与主结构的固有频率之间的差值获得磁力改变量,并根据所述磁力改变量获得所述调频磁吸件与所述质量单元的间隙改变量,将所述间隙改变量发送至所述调频磁吸件;所述调频磁吸件用于根据所述间隙改变量、调节所述调频磁吸件对所述质量单元的磁吸力。
所述调频磁吸件包括调频磁块,所述调频磁吸件的调频磁块与所述质量单元的间隙改变量的表达式为:
ΔN=4π2·(f1 2-f2 2)·M·L·n1
S=δ0+t
式中,△δ为调频磁块与质量单元的间隙改变量,Bre为调频磁块的剩余磁通密度,t为调频磁块的厚度,A为调频磁块沿磁路方向的投影面积,n2为调频磁块的数量,μ0为真空磁导率,△N为调频磁块的总磁力改变量,S为调频磁块和质量单元在调频前的初始间隙与调频磁块的厚度的总和,δ0为调频磁块与质量单元在调频前的初始间隙,f1为质量单元的振动频率,f2为主结构的固有频率,M为质量单元的质量,L为摆臂单元的长度,n1为摆臂单元的摆臂数量。
所述调频单元还包括采集主结构的固有频率的第一检测件,以及采集质量单元的振动频率的第二检测件,所述第一检测件和所述第二检测件均与所述控制器电连接。
所述调频磁吸件包括调频磁块和连接调频磁块的磁块驱动部,所述调频磁块的磁吸面与所述质量单元的上表面或下表面相对布置;所述磁块驱动部与所述控制器电连接,所述磁块驱动部接收所述控制器发送的间隙改变量,并根据所述间隙改变量控制所述调频磁块的移动方向和距离、以调节所述调频磁吸件对所述质量单元的磁吸力。
所述调频磁块为永磁体或导磁体;当所述调频磁块为导磁体时,所述质量单元的与所述导磁体相对的位置布置有与所述导磁体相互吸附的永磁体。
所述摆臂单元包括第一摆臂和放置质量单元的安装座,所述质量单元依次通过所述安装座和所述第一摆臂与所述主结构连接,所述调频磁吸件位于所述质量单元的上侧;或所述摆臂单元包括第二摆臂,所述质量单元通过所述第二摆臂直接与所述主结构连接,所述调频磁吸件位于所述质量单元的下侧。
调谐质量阻尼器还包括耗能单元,当所述质量单元放置于所述安装座时,所述耗能单元为电涡流阻尼部件;当所述质量单元通过所述第二摆臂与所述主结构连接时,所述耗能单元为电涡流阻尼部件或油阻尼部件;
当所述耗能单元为电涡流阻尼部件时,所述电涡流阻尼部件与所述调频磁吸件位于所述质量单元的同侧、且错开布置;当所述耗能单元为油阻尼部件时,所述油阻尼部件对称布置于所述质量单元的沿水平方向的两侧。
所述电涡流阻尼部件包括相对布置的耗能磁钢和导体板;在所述摆臂单元摆动时,所述耗能磁钢的竖向投影始终位于所述导体板内,且所述电涡流阻尼部件产生电涡流的区域与所述调频单元产生磁吸力的区域不重叠。
当所述质量单元放置于所述安装座时,所述质量单元的上侧设有与所述主结构固定连接的第一安装框架,所述调频磁吸件安装于所述第一安装框架;当所述质量单元通过所述第二摆臂与所述主结构连接时,所述质量单元的外周设有与所述主结构固定连接的第二安装框架,所述调频磁吸件安装于所述第二安装框架。
一种阻尼器调频方法,所述方法应用于上述所述的调谐质量阻尼器,所述方法包括:根据质量单元的振动频率与主结构的固有频率之间的差值,调节调频磁吸件对质量单元的磁吸力。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
本发明首次在调谐质量阻尼器领域采用对质量单元附加竖向磁吸力的方式来实现阻尼器振动频率的调节,其完全改变了传统的采用人工调整摆臂长度来调整调谐质量阻尼器振动频率的方式。具体讲,本发明的调频单元设置有调频磁吸件,调频磁吸件布置于质量单元的沿竖直方向的一侧,调频磁吸件与质量单元之间具有磁吸力。即本发明通过采用调频磁吸件对质量单元产生附加磁吸力的方式来改变与质量单元连接的摆臂单元所受的拉力,从而改变摆臂单元的几何刚度、达到调节调谐质量阻尼器振动频率的目的,其避免了通过摆臂摆长调整工作效率低、成本高的问题,可快速将调谐质量阻尼器的振动频率调节至设计频率允许误差范围内,大大提高了阻尼器频率调节的工作效率和整体可靠性,大大降低了人工成本。
同时,调频单元还设置有控制器,控制器与调频磁吸件电连接,控制器根据质量单元的振动频率与主结构的固有频率之间的差值调节调频磁吸件对质量单元的磁吸力,其使得阻尼器振动频率的调节精度更高,且调节方便快速。本发明的阻尼器调频方法同样具有上述优点。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中:
图1是本发明实施例1的结构示意图。
图2是本发明调频磁块与质量单元间隙调整的原理图。
图3是本发明实施例2的结构示意图。
图4是本发明实施例3的结构示意图。
图5是本发明实施例4的结构示意图。
图中各标号表示:
1、质量单元;2、摆臂单元;21、第一摆臂;22、安装座;23、第二摆臂;3、调频单元;31、调频磁吸件;311、调频磁块;3111、永磁体;3112、导磁体;312、磁块驱动部;32、控制器;33、第一检测件;34、第二检测件;4、主结构;5、耗能单元;51、电涡流阻尼部件;511、耗能磁钢;512、导体板;52、油阻尼部件;6、第一安装框架;7、第二安装框架。
具体实施方式
下面将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明,但并不因此而限制本发明的保护范围。
实施例1
图1示出了本发明调谐质量阻尼器的实施例,其包括质量单元1和摆臂单元2,质量单元1通过摆臂单元2与主结构4摆动连接。本实施例中,调谐质量阻尼器还包括调频单元3,调频单元3包括调频磁吸件31和控制器32,调频磁吸件31布置于质量单元1的沿竖直方向的一侧,调频磁吸件31与质量单元1之间具有磁吸力。控制器32与调频磁吸件31电连接,控制器32根据质量单元1的振动频率与主结构4的固有频率之间的差值调节调频磁吸件31对质量单元1的磁吸力,其使得阻尼器振动频率的调节精度更高,且调节方便快速。
同时,本发明通过采用调频磁吸件31对质量单元1产生附加磁吸力的方式来改变与质量单元1连接的摆臂单元2所受的拉力,从而改变摆臂单元2的几何刚度、达到调节调谐质量阻尼器振动频率的目的,避免了通过摆臂摆长调整工作效率低、成本高的问题,其可快速将调谐质量阻尼器的振动频率调节至设计频率允许误差范围内,大大提高了阻尼器频率调节的工作效率和整体可靠性,大大降低了人工成本。本发明首次在调谐质量阻尼器领域采用对质量单元1附加竖向磁吸力的方式来实现阻尼器振动频率的调节,其完全改变了传统的采用人工调整摆臂长度来调整调谐质量阻尼器振动频率的方式。具体讲:
在调谐质量阻尼器的设计中,若需调谐质量阻尼器达到最佳抑振效果,摆臂单元2需满足以下公式:K=K1+K2=4π2f 2M。其中,K为摆臂单元2的总刚度,K1为摆臂单元2的弯曲刚度,K2为摆臂单元2的几何刚度,M为质量单元1的质量,f为阻尼器的振动频率,阻尼器的振动频率即为质量单元1的振动频率。同时,摆臂单元2的几何刚度K2∝N·L-1。N为摆臂单元2的单个摆臂所受拉力,L为摆臂长度。现有阻尼器的振动频率调节通常采用调节摆臂长度L来改变摆臂单元2的几何刚度K2的方式实现调谐质量阻尼器的振动频率f的调节,而本发明采用调节摆臂所受拉力N来实现阻尼器的振动频率f的调节。具体讲:
通常情况下,摆臂单元2所受拉力即为质量单元1的重力,即N=Mg/n,质量单元1的重力为Mg,n为摆臂数量。而本发明采用对质量单元1附加磁力的方式改变摆臂所受拉力N,即N=(Mg-Fm)/n,Fm为对质量单元1的附加磁力。本发明通过对质量单元1的附加磁力Fm的方式改变单个摆臂所受拉力N,从而改变摆臂单元2的几何刚度K2,实现阻尼器的振动频率f的调节。
当检测到质量单元1的振动频率(即为阻尼器的振动频率f)小于主结构4的固有频率时,则相应增大调频磁吸件31与质量单元1间的间隙、以减小质量单元1的附加磁力Fm,此时,摆臂所受拉力N增大,从而使得摆臂单元2的几何刚度K2增大,实现阻尼器的振动频率f的增大。同理,当阻尼器的振动频率f大于主结构4的固有频率时,则减小调频磁吸件31与质量单元1间的间隙,此时,摆臂所受拉力N减小,从而使得摆臂单元2的几何刚度K2减小,即可实现阻尼器的振动频率f的减小。其不仅调节方便、可靠性高,且成本低。
进一步地,控制器32用于根据质量单元1的振动频率与主结构4的固有频率之间的差值获得磁力改变量,并根据磁力改变量获得调频磁吸件31与质量单元1的间隙改变量,之后,控制器32将间隙改变量发送至调频磁吸件31;调频磁吸件31用于根据间隙改变量调节调频磁吸件31与质量单元1的间隙,以实现调频磁吸件31对质量单元1的磁吸力调节。其实现了阻尼器频率的自动可靠调节,且调节效率和精准性高。
如图1和图2所示,调频磁吸件31包括调频磁块311,调频磁吸件31的调频磁块311与质量单元1的间隙改变量的表达式为:
ΔN=4π2·(f1 2-f2 2)·M·L·n1
S=δ0+t
式中,△δ为调频磁块311与质量单元1的间隙改变量,Bre为调频磁块311的剩余磁通密度,t为调频磁块311的厚度,A为调频磁块311沿磁路方向的投影面积,n2为调频磁块311的数量,μ0为真空磁导率,△N为调频磁块311的总磁力改变量,S为调频磁块311和质量单元1在调频前的初始间隙与调频磁块311的厚度的总和,δ0为调频磁块311与质量单元1在调频前的初始间隙,f1为质量单元1的振动频率,f2为主结构4的固有频率,M为质量单元1的质量,L为摆臂单元2的长度,n1为摆臂单元2的摆臂数量。
本发明通过f1、f2、M、L和n1可获得调频磁块311的磁力改变量△N,再通过△N、n2、A、μ0、S和t获得调频磁块311与质量单元1的间隙改变量△δ,其实现了调频磁块311与质量单元1的间隙改变量的精确计算,从而使得阻尼器振动频率的调节精度更高,实际振动频率与设计频率偏差可控制在1%以下。
本实施例中,调频磁块311的磁吸面与质量单元1的上表面平行布置,此时,沿磁路方向的投影面积A为调频磁块311的上表面或下表面面积。在其他实施例中,调频磁块311的磁吸面与质量单元1的上表面也可不平行布置。
进一步地,调频单元3还包括第一检测件33和第二检测件34。第一检测件33设于主结构4上,以采集主结构4的固有频率;第二检测件34设于质量单元1上,以采集质量单元1的振动频率。第一检测件33和第二检测件34的输出端均与控制器32电连接,以将第一检测件33和第二检测件34分别采集的振动频率发送至控制器32。控制器32接收第一检测件33和第二检测件34采集的频率值、并判断两者是否同频。控制器32在两者不同频时根据质量单元1的振动频率与主结构4的固有频率之间的差值计算获得调频磁吸件31的磁力改变量。
更近一步地,调频磁吸件31还包括磁块驱动部312。其中,调频磁块311的磁吸面与质量单元1的上表面相对布置;磁块驱动部312与调频磁块311驱动连接,控制器32的输出端与磁块驱动部312电连接,磁块驱动部312接收控制器32发送的间隙改变量、并根据间隙改变量控制调频磁块311的移动方向和距离、以调节调频磁吸件31对质量单元1的磁吸力,其调频结构简单、调节方便。在其他实施例中,如图4至图5所示,调频磁块311的磁吸面也可与质量单元1的下表面相对布置。
本实施例中,调频磁块311为调频磁钢,图2中调频磁钢的NS极在调换设置时不影响调频磁块311与质量单元1的间隙改变量的计算结果。在其他实施例中,调频磁块311也可为导磁体3112或其他材质的永磁体;如图4和图5所示,当调频磁块311为导磁体3112时,质量单元1的与导磁体3112相对的位置布置有永磁体3111,以保证调频磁块311与质量单元1之间产生磁吸力。本实施例中,磁块驱动部312可为电动推杆或气缸等驱动件。
如图1所示,摆臂单元2包括第一摆臂21和安装座22。质量单元1放置于安装座22上,质量单元1依次通过安装座22和第一摆臂21与主结构4连接,以使质量单元1可沿水平方向摆动。此时,调频磁吸件31位于质量单元1的上侧,以在保证阻尼器振动频率调节的同时,实现阻尼器的紧凑合理布局。
进一步地,调谐质量阻尼器还包括耗能单元5,耗能单元5为电涡流阻尼部件51。本实施例中,电涡流阻尼部件51与调频磁吸件31均位于质量单元1的上侧,且电涡流阻尼部件51设于质量单元1的中部,调频单元3设于质量单元1的外周。在其他实施例中,在保证阻尼器有效耗能和调频的前提下,电涡流阻尼部件51与调频磁吸件31错开布置即可,具体可根据实际情况进行调整,如可将调频单元3设于质量单元1的中部,电涡流阻尼部件51设于质量单元1的外周等。
如图1所示,电涡流阻尼部件51包括相对布置的耗能磁钢511和导体板512。在摆臂单元2摆动时,耗能磁钢511和导体板512产生相对运动,此时,导体板512切割磁感线,产生电涡流阻尼力,质量单元1在电涡流阻尼力下,摆动速度越来越慢,角度越来越小直到停止,使得结构体振动时的能量最终转化为电涡流发热的热能,达到耗能减振的目的。在其他实施例中,耗能磁钢511也可为其他材质的永磁体。
同时,在摆臂单元2摆动时,耗能磁钢511的竖向投影始终位于导体板512内;且电涡流阻尼部件51产生电涡流的区域与调频单元3产生磁吸力的区域不重叠,以使质量单元1在摆动时导体板512不会切割调频磁钢的磁感线或与调频磁钢接触,保证阻尼器耗能和振动调频功能的安全可靠运行。
进一步地,质量单元1的上侧设有第一安装框架6。第一安装框架6与主结构4固定连接;调频磁吸件31、控制器32和耗能磁钢511均安装于第一安装框架6上,导体板512设于质量单元1的上表面。在其他实施例中,耗能磁钢511和导体板512也可调换安装,即导体板512安装于第一安装框架6上,耗能磁钢511设于质量单元1的上表面。
本实施例中,电涡流阻尼部件51的调频磁吸件31为两组,两组调频磁吸件31对称布置于电涡流阻尼部件51的两侧。在其他实施例中,调频磁吸件31的设置数量可根据实际情况进行设置,如设置三组、四组等。
在调谐质量阻尼器随主结构4摆动的过程中,调频磁块311始终对质量单元1产生磁吸力,第一检测件33采集主结构4的固有频率,第二检测件34采集质量单元1的振动频率,第一检测件33和第二检测件34将分别采集的振动频率发送至控制器32;控制器32接收第一检测件33和第二检测件34采集的振动频率、并判断两者是否同频。在两者不同频,且偏差过大、不满足设定要求时,控制器32根据质量单元1的振动频率与主结构4的固有频率之间的差值计算获得调频磁吸件31的磁力改变量,并根据磁力改变量获得调频磁吸件31与质量单元1的间隙改变量,将间隙改变量发送至调频磁吸件31的磁块驱动部312;各磁块驱动部312根据间隙改变量控制对应的调频磁块311同步上升或下降,以增大或减小调频磁吸件31与质量单元1的间隙,实现调频磁吸件31对质量单元1的磁吸力调节,以快速将调谐质量阻尼器的振动频率调节至设计频率允许误差范围内。
一种阻尼器调频方法,所述方法应用于上述所述的调谐质量阻尼器,其方法包括根据质量单元1的振动频率与主结构4的固有频率之间的差值,调节调频磁吸件31对质量单元1的磁吸力。其调频方法方便,可快速将调谐质量阻尼器的振动频率调节至设计频率允许误差范围内,大大提高了阻尼器频率调节的工作效率。
进一步地,根据质量单元1的振动频率与主结构4的固有频率之间的差值,调节调频磁吸件31对质量单元1的磁吸力,包括以下步骤:
根据质量单元1的振动频率与主结构4的固有频率之间的差值获得磁力改变量;根据磁力改变量获得调频磁吸件31与质量单元1的间隙改变量;控制调频磁吸件31根据间隙改变量调节调频磁吸件31对质量单元1的磁吸力。其实现了阻尼器频率的自动可靠调节,且调节效率和精准性高。
如图1和图2所示,调频磁块311与质量单元1的间隙改变量的表达式为:
ΔN=4π2·(f1 2-f2 2)·M·L·n1
S=δ0+t
式中,△δ为调频磁块311与质量单元1的间隙改变量,Bre为调频磁块311的剩余磁通密度,t为调频磁块311的厚度,A为调频磁块311沿磁路方向的投影面积,n2为调频磁块311的数量,μ0为真空磁导率,△N为调频磁块311的总磁力改变量,S为调频磁块311和质量单元1在调频前的初始间隙与调频磁块311的厚度的总和,δ0为调频磁块311与质量单元1在调频前的初始间隙,f1为质量单元1的振动频率,f2为主结构4的固有频率,M为质量单元1的质量,L为摆臂单元2的长度,n1为摆臂单元2的摆臂数量。
本发明通过f1、f2、M、L和n1可获得调频磁块311的磁力改变量△N,再通过△N、Bre、n2、A、μ0、S和t获得调频磁块311与质量单元1的间隙改变量△δ,其实现了调频磁块311与质量单元1的间隙改变量的精确计算,从而使得阻尼器振动频率的调节精度更高,实际振动频率与设计频率偏差可控制在1%以下。
实施例2
图3示出了本发明的另一种调谐质量阻尼器的实施例,本实施例与实施例1基本相同,区别在于本实施例的摆臂单元2包括第二摆臂23,质量单元1通过第二摆臂23直接与主结构4连接。此时,调频磁吸件31位于质量单元1的下侧,调频磁块311的磁吸面与质量单元1的下表面相对布置。
本实施例中,质量单元1的外周设有第二安装框架7,第二安装框架7与主结构4固定连接;同时,调频磁吸件31、耗能磁钢511及控制器32安装于第二安装框架7,导体板512安装于质量单元1的下表面。在其他实施例中,耗能磁钢511和导体板512也可调换安装,即导体板512安装于第二安装框架7上,耗能磁钢511安装于质量单元1的下表面。
进一步地,耗能单元5为电涡流阻尼部件51。电涡流阻尼部件51设于质量单元1的中部,调频单元3设于质量单元1的外周。
如图3所示,第二摆臂23为一个,第二摆臂23设于质量单元1上表面的中心,以保证质量单元1的可靠平衡摆动。
实施例3
图4示出了本发明的另一种调谐质量阻尼器的实施例,本实施例与实施例2基本相同,区别在于本实施例的电涡流阻尼部件51设于质量单元1的外周,调频单元3设于质量单元1的中部;同时,摆臂单元2的第二摆臂23设置为两个,两个第二摆臂23对称设置于质量单元1的两端部。在其他实施例中,第二摆臂23的设置数量只要能够保证质量单元1可靠平衡摆动即可,如也可设置为三个、四个等。
实施例4
图5示出了本发明的另一种调谐质量阻尼器的实施例,本实施例与实施例3基本相同,区别在于本实施例的耗能单元5为油阻尼部件52,油阻尼部件52对称布置于质量单元1的沿水平方向的两侧,以实现阻尼器耗能减振的功能。
本实施例中,调频单元3设置为一组,一组调频单元3设于质量单元1下侧的中心位置。在其他实施例中,调频单元3的设置数量和位置可根据实际情况进行调整,如也可设置为两组、三组,多组调频单元3沿质量单元1的外周间隔布置等。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述,但在不脱离本发明的范围的情况下,可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (9)
1.一种调谐质量阻尼器,包括质量单元和摆臂单元,所述质量单元通过所述摆臂单元与主结构摆动连接,其特征在于,还包括调频单元,所述调频单元包括调频磁吸件和控制器,所述调频磁吸件布置于所述质量单元的沿竖直方向的一侧,所述调频磁吸件与所述质量单元之间具有磁吸力;所述控制器与所述调频磁吸件电连接,所述控制器用于根据质量单元的振动频率与主结构的固有频率之间的差值获得磁力改变量,并根据所述磁力改变量获得所述调频磁吸件与所述质量单元的间隙改变量,将所述间隙改变量发送至所述调频磁吸件;所述调频磁吸件用于根据所述间隙改变量、调节所述调频磁吸件对所述质量单元的磁吸力;
所述摆臂单元包括第一摆臂和放置质量单元的安装座,所述质量单元依次通过所述安装座和所述第一摆臂与所述主结构连接,所述调频磁吸件位于所述质量单元的上侧; 或所述摆臂单元包括第二摆臂,所述质量单元通过所述第二摆臂直接与所述主结构连接,所述调频磁吸件位于所述质量单元的下侧。
2.根据权利要求1所述的调谐质量阻尼器,其特征在于,所述调频磁吸件包括调频磁块,所述调频磁吸件的调频磁块与所述质量单元的间隙改变量的表达式为:
,
式中,为调频磁块与质量单元的间隙改变量,B re为调频磁块的剩余磁通密度,t为调频磁块的厚度,A为调频磁块沿磁路方向的投影面积,n 2为调频磁块的数量,μ 0为真空磁导率,△N为调频磁块的总磁力改变量,S为调频磁块和质量单元在调频前的初始间隙与调频磁块的厚度的总和,/>为调频磁块与质量单元在调频前的初始间隙,f 1为质量单元的振动频率,f 2为主结构的固有频率,M为质量单元的质量,L为摆臂单元的长度,n 1为摆臂单元的摆臂数量。
3.根据权利要求1所述的调谐质量阻尼器,其特征在于,所述调频单元还包括采集主结构的固有频率的第一检测件,以及采集质量单元的振动频率的第二检测件,所述第一检测件和所述第二检测件均与所述控制器电连接。
4.根据权利要求1所述的调谐质量阻尼器,其特征在于,所述调频磁吸件包括调频磁块和连接调频磁块的磁块驱动部,所述调频磁块的磁吸面与所述质量单元的上表面或下表面相对布置;所述磁块驱动部与所述控制器电连接,所述磁块驱动部接收所述控制器发送的间隙改变量,并根据所述间隙改变量控制所述调频磁块的移动方向和距离、以调节所述调频磁吸件对所述质量单元的磁吸力。
5.根据权利要求4所述的调谐质量阻尼器,其特征在于,所述调频磁块为永磁体或导磁体;当所述调频磁块为导磁体时,所述质量单元的与所述导磁体相对的位置布置有与所述导磁体相互吸附的永磁体。
6.根据权利要求1所述的调谐质量阻尼器,其特征在于,还包括耗能单元,当所述质量单元放置于所述安装座时,所述耗能单元为电涡流阻尼部件;当所述质量单元通过所述第二摆臂与所述主结构连接时,所述耗能单元为电涡流阻尼部件或油阻尼部件;
当所述耗能单元为电涡流阻尼部件时,所述电涡流阻尼部件与所述调频磁吸件位于所述质量单元的同侧、且错开布置;当所述耗能单元为油阻尼部件时,所述油阻尼部件对称布置于所述质量单元的沿水平方向的两侧。
7.根据权利要求6所述的调谐质量阻尼器,其特征在于,所述电涡流阻尼部件包括相对布置的耗能磁钢和导体板;在所述摆臂单元摆动时,所述耗能磁钢的竖向投影始终位于所述导体板内,且所述电涡流阻尼部件产生电涡流的区域与所述调频单元产生磁吸力的区域不重叠。
8.根据权利要求1所述的调谐质量阻尼器,其特征在于,当所述质量单元放置于所述安装座时,所述质量单元的上侧设有与所述主结构固定连接的第一安装框架,所述调频磁吸件安装于所述第一安装框架;当所述质量单元通过所述第二摆臂与所述主结构连接时,所述质量单元的外周设有与所述主结构固定连接的第二安装框架,所述调频磁吸件安装于所述第二安装框架。
9.一种阻尼器调频方法,所述方法应用于权利要求1至8中任意一项所述的调谐质量阻尼器,其特征在于,所述方法包括:根据质量单元的振动频率与主结构的固有频率之间的差值,调节调频磁吸件对质量单元的磁吸力。
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