CN220956590U - 一种新型非线性可变刚度电涡流阻尼器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于结构振动控制技术领域，具体涉及一种新型非线性可变刚度电涡流阻尼器。所述阻尼器包括压缩弹簧组件、耗能电磁系统、固定金属板，螺栓连接组件；压缩弹簧组件包括压缩弹簧、连接杆，弹簧连接于导体环与固定金属板之间；耗能电磁系统为包括外部永久磁铁、电磁线圈和导体环组成；压缩弹簧组件共四组，每组包括压缩弹簧一个，连接杆两根；所述导体环通过螺栓固定在索上，用于固定永久磁铁的金属板通过螺栓连接形成闭环。上述设置中通过利用其利用线圈切割磁感线的原理，将机械能转换为热能释放出去，工作原理简单，维护方便。
Description
技术领域
0001本发明属于结构振动控制技术领域，特别涉及一种利用导体圆环、压缩弹簧系统制作可变刚度的新型非线性可变刚度电涡流阻尼器。
背景技术
0002近年来，大跨桥梁得到迅猛发展，阻尼器是广泛应用于各类桥梁中，特别是在斜拉桥、悬索桥中大量使用。基于大跨桥梁特殊性，使得安装各类阻尼器时需要通过大量的高空作业来实现，具有作业难度高、劳动强度大等特点，所以开发出耐久、性能优越的阻尼器显得尤为重要，阻尼器对提高桥梁的使用寿命以及提高行车舒适性起到重大作用。常见的传统粘滞阻尼器存在着诸如易漏液、耐久性低等问题，传递阻尼器通常只针对单个频率进行抑振，而非线性刚度阻尼器主要目的是针对多频，可以对多模态进行宽频减振。为此，电涡流阻尼器成为了一种选择。其利用线圈切割磁感线的原理，将机械能转换为热能释放出去。耐磨损，工作原理简单，维护方便等优点使其在桥梁结构方面得到了广泛的使用。
0003此新型非线性可变刚度电涡流阻尼器的工作原理是通过索的振动带动金属线圈，切割磁感线产生电涡流，在产生阻尼力的同时，将机械能通过热能释放出去，以达到对索产生减振的效果。随着电涡流阻尼器的不断发展，阻尼器出现了多种形式，诸如板式、滚珠丝杠式、水平滑轨式、竖向支撑式、摆式等等。
发明内容
0004针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种新型非线性可变刚度电涡流阻尼器，采用耗能电磁系统、压缩弹簧组件及固定板相连，通过拉索的振动带动导体圆环对磁感线进行切割，实现阻尼器的刚度可变性，当主结构收到多频激励的时候，针对多模态进行宽频减振。0005为了实现上述目的，本申请提供以下技术方案：0006本发明提供了一种新型非线性可变刚度电涡流阻尼器，构件包括压缩弹簧组件、电磁耗能阻尼系统、螺栓、固定金属板。所述压缩弹簧组件包括压缩弹簧、连接杆。
0007进一步设置：所述阻尼器由索贯穿通过，阻尼器整体固定于索上。
0008进一步设置：所述压缩弹簧组件共四组，每组包括压缩弹簧一个，连接杆两根，每组压缩弹簧组件中，弹簧两端分别连接于导体环与固定磁体的内围铁板，连接于导体环与内围铁板上的连接杆。
0009进一步设置：导体环以索为圆心布置，通过压缩弹簧连接，导体环为工厂预制件，分为两个半圆环，在索上拼接套箍上，通过半圆环两端的螺栓孔用螺栓将其固定。
00010进一步设置：在导体环的四周按一定间隔布置金属线圈，金属线圈与外围的永久磁体分布一一对应，以保证金属线圈能够正常切割磁感线。
00011进一步设置：外部永久磁体固定于内围不锈钢板上，围绕着索成等间隔分布，N极与S极以圆心成对称分布。
00012进一步设置：通过外围不锈钢板，将永久磁体进一步固定，外围不锈钢板通过螺栓拧紧，固定。
00013进一步设置：本申请提供了一种新型非线性可变刚度电涡流阻尼器，其至少具有如下
有益效果：
00014本发明结构简单、便于安装以及后期运行维护。
00015本发明的新型非线性可变刚度电涡流阻尼器利用压缩弹簧构件，能在形成较大的径向阻尼力的同时，避免了阻尼器内部构件的摩擦以及碰撞，附着于导体板上的电磁线圈能进一步提高电涡流阻尼器的耗能减振效率，可将机械能转化为热能进行耗散。
00016本发明的新型非线性可变刚度电涡流阻尼器可以通过调整永磁体数量和间距、永磁体磁场强度、金属线圈的圈数、导体圆环的导磁强度等方式来调整电涡流阻尼器的阻尼系数，同时可通过改变预压弹簧的压缩量进而调整电涡流阻尼器的阻尼力。
00017本发明适用于任意的振动频率，可以实现多模态宽频减振，在主结构承受多频激励的的时候有效的抑制振动。
附图说明
00018为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
00019附图1为本发明的结构示意图；附图2为线圈布置侧视图；附图3为1-1剖面图。
00020图1图2图3中所示：1、螺栓；2、金属线圈；3、弹簧连接杆；4、导体圆环；5、内围铁板；6、外围不锈钢板；7、压缩弹簧；8、永久磁铁。
具体实施方式
00021下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同的标号表示相同或功能相同的构件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本发明的限制。
00022下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明：00023如图1所示，本实施例的一种新型非线性可变刚度电涡流阻尼器，包括压缩弹簧组件、电磁阻尼元件、附加铁板、螺栓。
00024所述电磁阻尼元件包括导体圆环4，金属线圈2，永久磁体8，内围固定铁板5，外围固定不锈钢板6；所述压缩弹簧组件包括压缩弹簧7，弹簧连接杆3；所述附加铁板包括内围铁板5、外围不锈钢板6；以及螺栓组件。
00025所述电磁阻尼元件的导体环4分为2块，通过螺栓连接加固于索上。8组金属线圈2固定于导体圆环的表面，呈等间距分布，外侧的永久磁铁8固定于内围铁板5和外围不锈钢板6之间，8个永久磁铁的布置与金属线圈2的位置一一对应，N,S极通过圆心对称分布，其磁感线穿过对应的金属线圈。
00026所述导体圆环4由导磁性能良好的材料制成，如低碳钢；所述永磁体组8采用N50型NdFeB永磁体。
00027所述压缩弹簧组件包括四组弹簧，每组压缩弹簧7包括一根弹簧与两根连接杆，压缩弹簧7通过弹簧连接杆3连接于导体环4与永久磁铁8之间，弹簧连接杆3分别固定于导体环4的表面与内围铁板5的表面。
00028所述外围不锈钢板、内围铁板5、导体圆环均由螺栓1连接固定。
00029所述新型非线性可变刚度电涡流阻尼器具体工作原理如下:00030其原理是当索受到外部激励作用时，阻尼器跟随索发生振动，索带动导体圆环4上面的金属线圈2发生位置变化，导体圆环4上面的金属线圈2切割永久磁铁组8的磁感线产生电涡流，从而产生与索振动方向相反的电涡流阻尼力和热能，金属线圈2可以将机械能转化为热能释放，从而更好的抑制索的振动。压缩弹簧系统中的压缩弹簧7因导体圆环的位置改变，从而弹簧的压缩量发生变化，此时的弹簧恢复力能减少导体圆环及索运动的幅度，压缩弹簧也发挥着阻隔导体环与永久磁铁碰撞的作用。此外，可通过设置不同数量的永久磁铁组8与金属线圈2，以及改变永久磁铁之间的距离，即实现适用于微振或大幅振动控制的非线性电涡流阻尼器。
00031最后说明，以上所述仅为发明的较佳实施例而已，只是用于解释本申请，并不用以限制本发明，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种新型非线性可变刚度电涡流阻尼器，其特征在于，采用耗能电磁系统、压缩弹簧组件及固定板相连，通过拉索的振动带动导体圆环对磁感线进行切割，实现阻尼器的刚度可变性。
2.根据权利要求1所述的一种新型非线性可变刚度电涡流阻尼器，其特征在于，所述电涡流阻尼器包括压缩弹簧组件、电磁耗能阻尼系统、螺栓、固定金属板，所述压缩弹簧组件包括压缩弹簧、连接杆。
3.根据权利要求1所述的一种新型非线性可变刚度电涡流阻尼器，其特征在于，所述压缩弹簧组件共四组，每组包括压缩弹簧一个，连接杆两根，每组压缩弹簧组件中，弹簧两端分别连接于导体环与固定磁体的内围铁板，连接于导体环与内围铁板上的连接杆。
4.根据权利要求1所述的一种新型非线性可变刚度电涡流阻尼器，其特征在于，导体环以索为圆心布置，通过压缩弹簧连接，导体环为工厂预制件，分为两个半圆环，在索上拼接套箍上，通过半圆环两端的螺栓孔用螺栓将其固定。
5.根据权利要求1所述的一种新型非线性可变刚度电涡流阻尼器，其特征在于，在导体环的四周按一定间隔布置金属线圈，金属线圈与外围的永久磁体分布一一对应，以保证金属线圈能够正常切割磁感线；外部永久磁体固定于内围不锈钢板上，围绕着索成等间隔分布，N极与S极以圆心成对称分布。
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