CN207211411U - 利用磁体放大位移的转盘多摆式质量阻尼器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种利用磁体放大位移的转盘多摆式质量阻尼器，包括轴承、内圈转盘及内圈附属磁体、外圈转盘及外圈附属磁体、若干悬挂质量体。阻尼器内圈外侧间隔布置N、S两种磁极，外圈内侧对应间隔布置N、S两种磁极，其间形成磁场。外圈外侧悬挂一定数量的质量体，形成可摆式质量阻尼。在外部风／地震作用下，轴承转动带动内圈转盘，内圈磁体随之转动，根据楞次定理，外圈内侧的磁体将以阻碍磁场变化的方向运动，即追赶内圈的转动，从而起到阻尼器位移放大的效果，提高阻尼能力。外圈的转动即使质量块产生转动以及摆动，消耗能量，从而达到阻尼效果。

Description

利用磁体放大位移的转盘多摆式质量阻尼器

技术领域

本实用新型涉及一种利用磁体放大位移的转盘多摆式质量阻尼器，在中部轴承上安置带有磁体的内圈转盘，以及外层带有磁体的外圈转盘，通过内圈转盘上磁体的转动感应外圈转盘上磁体，带动外圈转盘转动，同时使悬挂质量块运动来耗散能量，可用于土木工程高层建筑、汽车机械转动等振动控制领域。

背景技术

随着高层建筑迅速发展和高耸结构接二连三的问世，抗风、抗震就成为了一个重要的研究课题，阻尼器是建筑附属结构，优点显著，能达到很好的抗风抗震效果。调谐质量阻尼器(TMD)是时下应用范围最广泛的被动减振系统之一。由于调谐质量系统减振效果明显且占用空间少、便于施工安装维护等优势,在高层、高耸结构及桥梁的减振、抗风工程中有着广阔的发展前景。调谐质量阻尼器是一种附加在结构上的减振子结构,但是结构层间由于位移过小对阻尼器性能发挥会产生一定的影响，根据磁性原理设计的位移放大机制与质量阻尼器结合能通过放大位移来大大提高阻尼器的阻尼效果，这对于高层建筑抗震的研究有着重要意义。

实用新型内容

为了解决传统质量阻尼器由于结构层间位移过小而阻碍阻尼器性能发挥，提高质量阻尼器的抗震能力，本实用新型提出一种利用磁体放大位移的转盘多摆式质量阻尼器，从磁体放大位移和多摆质量体等方面使这种新型阻尼器的阻尼性能优于传统质量阻尼器，并具有一定的创新性。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案。

本实用新型提出的一种利用磁体放大位移的转盘多摆式质量阻尼器，包括轴承1、内圈转盘2、内圈附属磁体3、外圈转盘4、外圈附属磁体5和悬挂质量体6，其中：内圈转盘2套于轴承１外，内圈转盘2跟随轴承1转动，所述外圈转盘４套于内圈转盘２外，且可相对于内圈转盘２发生转动；内圈转盘2的外壁上均匀分布有内圈附属磁体3，外圈转盘４的四周分布有外圈附属磁体5，所述内圈附属磁体3与外圈附属磁体5的磁性相反，外圈转盘4的底部外壁上均匀分布有悬挂质量体6，外圈转盘4顶部连接钢索7，且外圈转盘４与内圈转盘2保持在同一水平面上，外圈转盘4的转动使悬挂质量体6产生转动和摆动，悬挂质量体6的运动耗能，产生阻尼的效果。外圈转盘4由于内外附属磁体3和外圈附属磁体5的作用，跟随内圈转盘2的转动放大了阻尼器的位移，提高了该阻尼器的耗能能力。

本实用新型中，所述磁体位移放大机制由内圈附属磁体3、外圈附属磁体5间的由于楞次定理产生的相互作用构成，内圈磁体间间隔距离约等于附属磁体3宽度，外圈附属磁体5与内圈附属磁体3对应布置，所以外圈附属磁体5间隔根据内圈附属磁体3而定，外圈附属磁体5与内圈附属磁体3大小形状，数量一致，磁性一致，外圈附属磁体5与内圈附属磁体3相对应的一对磁体为异性磁极，相邻的外圈附属磁体5或内圈附属磁体3间为异性磁极。内圈附属磁体3和外圈附属磁体5间距离与外圈转盘4与内圈转盘2的半径差值有关，根据实际需要的位移放大效果而定，但不应大于磁体有效发挥磁性的范围。

本实用新型中，所述悬挂质量件6可采用普通质量阻尼器材料，或可制成颗粒阻尼器，即在悬挂物中放置颗粒物，可根据实际需求灵活变化。

本实用新型中，所述的多个悬挂质量体6在转动过程中可相互碰撞摩擦耗能，即悬挂质量体6与外圈转盘4之间的链条长不应短于两相邻悬挂质量体6间的距离。

本实用新型中，所述钢索7与外圈转盘4间应活动连接，以不影响外圈转盘4的转动为标准。

本实用新型的优点：

1.本实用新型中的磁体位移放大机制能增加阻尼器结构层之间的位移，从而提高阻尼效果。

2.本实用新型以位移放大机制与质量阻尼器巧妙结合，增加了质量阻尼器的位移效果，在质量阻尼器的阻尼效果之上再行提高。

3.本实用新型中设置多个质量阻尼器，转动过程中各质量体之间的相互碰撞或摩擦也能耗能，从而增加阻尼效果。

附图说明

图1为利用磁体产生位移放大的调谐质量阻尼器的俯视图；

图2为利用磁体产生位移放大的调谐质量阻尼器的正（侧）视图；

图中标号：1为轴承，2为内圈转盘，3为内圈附属磁体，4为外圈转盘，5为外圈附属磁体，6为悬挂质量体。

具体实施方式

下面结合附图说明本实用新型的实施方式。

实施例1:如图1所示为本实用新型的一种用磁体产生位移放大的调谐质量阻尼器的实施实例，其主要包括轴承1、内圈转盘2、内圈附属磁体3、外圈转盘4、外圈附属磁体5、悬挂质量体6、连接钢索7。轴承1与内圈转盘2相连，外圈转盘4以钢索7与建筑物顶部相连并与内圈转保持在同一水平面上，轴承1与建筑底面可转动连接。内圈转盘2套于轴承１外，内圈转盘2跟随轴承1转动，所述外圈转盘４套于内圈转盘２外，且可相对于内圈转盘２发生转动；内圈转盘2的外壁上均匀分布有内圈附属磁体3，外圈转盘４的四周分布有外圈附属磁体5，所述内圈附属磁体3与外圈附属磁体5的磁性相反，外圈转盘4的底部外壁上均匀分布有悬挂质量体6，外圈转盘4依靠与顶部相连的钢索7与内圈转盘2保持在同一水平面上，外圈转盘4的转动使悬挂质量体6产生转动和摆动，悬挂质量体6的运动耗能，产生阻尼的效果。外圈转盘4由于内外附属磁体3和外圈附属磁体5的作用，跟随内圈转盘2的转动放大了阻尼器的位移，提高了该阻尼器的耗能能力。

轴承1与内圈转盘2均可由实心钢材制成并焊接相连，轴承1半径为1cm，通过一定方式与结构形成可转动连接。外圈转盘4半径为10cm，可相对内圈转盘2转动，内圈转盘2半径为4cm，且外圈转盘4的附属磁体5与内圈附属磁体3相对应，附属磁体大小皆为1.5*1.5*1.5的N、S间隔的磁极，外圈转盘4上的悬挂质量块6的材料可为钢材、混凝土、玻璃、石灰石或陶瓷中的一种或多种，可设置为球状或块状，此处设置为半径为0.8cm的球体，高度为约低于转盘5cm。

Claims (5)

1.一种利用磁体放大位移的转盘多摆式质量阻尼器，包括轴承（1）、内圈转盘（2）、内圈附属磁体（3）、外圈转盘（4）、外圈附属磁体（5）和悬挂质量体（6），其特征在于：内圈转盘（2）套于轴承（1）外，内圈转盘（2）跟随轴承（1）转动，所述外圈转盘（４）套于内圈转盘（２）外，且可相对于内圈转盘（２）发生转动；内圈转盘（2）的外壁上均匀分布有内圈附属磁体（3），外圈转盘（４）的四周分布有外圈附属磁体（5），所述内圈附属磁体（3）与外圈附属磁体（5）的磁性相反，外圈转盘（4）的底部外壁上均匀分布有悬挂质量体（6），外圈转盘（4）顶部连接钢索（7），且外圈转盘（４）与内圈转盘（2）保持在同一水平面上，外圈转盘（4）的转动使悬挂质量体（6）产生转动和摆动，悬挂质量体（6）的运动耗能，产生阻尼的效果，外圈转盘（4）由于内外附属磁体（3）和外圈附属磁体（5）的作用，跟随内圈转盘（2）的转动放大了阻尼器的位移，提高了该阻尼器的耗能能力。

2.根据权利要求1所述的利用磁体放大位移的转盘多摆式质量阻尼器，其特征在于：外圈附属磁体（5）与内圈附属磁体（3）大小形状，数量一致，磁性一致，外圈附属磁体（5）与内圈附属磁体（3）相对应的一对磁体为异性磁极，相邻的外圈附属磁体（5）或内圈附属磁体（3）间为异性磁极，内圈附属磁体（3）和外圈附属磁体（5）间距离与外圈转盘（4）与内圈转盘（2）的半径差值有关，根据实际需要的位移放大效果而定，但不应大于磁体有效发挥磁性的范围。

3.根据权利要求1所述的利用磁体放大位移的转盘多摆式质量阻尼器，其特征在于：所述悬挂质量体（6）采用普通质量阻尼器材料，或制成颗粒阻尼器。

4.根据权利要求1所述的利用磁体放大位移的转盘多摆式质量阻尼器，其特征在于：所述的多个悬挂质量体（6）在转动过程中可相互碰撞摩擦耗能，即悬挂质量体（6）与外圈转盘（4）之间的链条长不应短于两相邻悬挂质量体（6）间的距离。

5.根据权利要求1所述的利用磁体放大位移的转盘多摆式质量阻尼器，其特征在于：所述钢索（7）与外圈转盘（4）间应活动连接，以不影响外圈转盘（4）的转动为标准。