一種球面調(diào)諧質(zhì)量阻尼器減振控制裝置制造方法
【專利摘要】一種球面調(diào)諧質(zhì)量阻尼器減振控制裝置，所述減振控制裝置包括底板部件以及與其滑動配合的質(zhì)量塊部件，質(zhì)量塊部件的重量為m，所述底板部件的頂部帶有N個凹球面，所述質(zhì)量塊部件的底部帶有N個與凹球面滑動配合的凸球面，所述凹球面和凸球面的球面半徑R相同，所述凸球面與凹球面之間設(shè)置有滑動摩擦副；所述質(zhì)量塊部件與底板部件之間設(shè)置有阻尼裝置。該球面調(diào)諧質(zhì)量阻尼器減振控制裝置，可通過設(shè)置不同的摩擦系數(shù)，增加附加阻尼，同時借鑒單擺簡諧運(yùn)動原理，代替?zhèn)鹘y(tǒng)TMD的彈性元件，設(shè)計科學(xué)、結(jié)構(gòu)緊湊、操作使用方便，可克服現(xiàn)有TMD技術(shù)所存在的“制作成本高、需要較大空間安裝、結(jié)構(gòu)件容易損壞”等問題，特別適用于結(jié)構(gòu)低頻振動的控制。
【專利說明】—種球面調(diào)諧質(zhì)量阻尼器減振控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種橋梁減隔振控制裝置，尤其涉及一種球面調(diào)諧質(zhì)量阻尼器減振控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著土木工程事業(yè)的發(fā)展，高層建筑結(jié)構(gòu)的高寬比越來越大，橋梁結(jié)構(gòu)的跨度也在不斷的增大，其結(jié)果使結(jié)構(gòu)相對越來越輕柔，結(jié)構(gòu)的自振頻率在降低，在強(qiáng)風(fēng)、地震、車輛動力、人群等外在何在的作用下，結(jié)構(gòu)很容易引起振動或晃動，依靠傳統(tǒng)的提高結(jié)構(gòu)剛度的方法，從經(jīng)濟(jì)和美觀的角度來講都不太合理，而且盡管結(jié)構(gòu)的承載力能夠滿足要求，但結(jié)構(gòu)的振動會引結(jié)構(gòu)某些部位、焊縫疲勞損傷甚至斷裂等危害，造成安全隱患；此外，結(jié)構(gòu)的振動有可能超過人體舒適度耐受極限，使過往行人行走不穩(wěn)，引起行人心理恐慌。
[0003]大量的研究與工程實(shí)際表明，結(jié)構(gòu)控制技術(shù)可以有效的增加結(jié)構(gòu)的阻尼，減小結(jié)構(gòu)受外部激勵作用的振動反應(yīng)，提高結(jié)構(gòu)的抗振性能，結(jié)構(gòu)振動控制技術(shù)的核心思想就是在結(jié)構(gòu)的某些部位設(shè)置一些控制裝置，當(dāng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動時，這些裝置可以被動或主動地施加一組控制力或調(diào)整結(jié)構(gòu)的動力特性，從而顯著地減小結(jié)構(gòu)振動反應(yīng)，使之滿足更高的安全和功能要求。
[0004]目如結(jié)構(gòu)振動控制可分為被動控制、王動控制、半王動控制和混合控制，被動控制不需要外界提供能量，主要形式有基礎(chǔ)隔震、吸能減振及耗能減振，應(yīng)用較為廣泛的是作為吸能被動控制減振技術(shù)的調(diào)諧質(zhì)量阻尼器(Tuned Mass Damper,簡稱TMD), TMD主要由質(zhì)量塊，耗散結(jié)構(gòu)振動能量的阻尼元件，調(diào)諧頻率的彈性元件等組件構(gòu)成，彈性元件主要有彈簧、擺或懸臂梁鋼板等。
[0005]傳統(tǒng)采用彈簧、擺或懸臂梁鋼板作為彈性元件的調(diào)諧質(zhì)量阻尼器(TMD)存在如下不足:
1.采用彈簧作為彈性元件，具有剛度比較容易設(shè)計與調(diào)整，所需空間小的優(yōu)勢，但需要額外機(jī)械裝置或滑軌導(dǎo)向，在低頻狀態(tài)下，要求彈簧剛度很小，這就使機(jī)械裝置或滑軌導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的加工和裝配精度要求非常高，TMD才能有效的起到相應(yīng)的作用，因此在低頻狀態(tài)下，采用彈簧制作的TMD成本很高；
2.采用擺作為彈性元件，需要較大的空間，難以直接安裝在橋梁結(jié)構(gòu)的主梁內(nèi)部；
3.采用懸臂梁鋼板作為彈性元件所需空間適當(dāng)，但懸臂梁鋼板固定端存在應(yīng)力集中，在長期工作中，很容易發(fā)生疲勞損傷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有TMD技術(shù)在結(jié)構(gòu)低頻振動控制中存在的制作成本高、需要較大空間安裝、結(jié)構(gòu)件容易損壞等問題，提供一種球面調(diào)諧質(zhì)量阻尼器減振控制裝置、以克服上述已有技術(shù)所存在的不足。
[0007]為解決上述問題本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種球面調(diào)諧質(zhì)量阻尼器減振控制裝置，所述減振控制裝置包括底板部件以及與其滑動配合的質(zhì)量塊部件，質(zhì)量塊部件的重量為m，所述底板部件的頂部帶有N個凹球面，所述質(zhì)量塊部件的底部帶有N個與凹球面滑動配合的凸球面，所述凹球面和凸球面的球面半徑R相同，所述凸球面與凹球面之間設(shè)置有滑動摩擦副；N的取值為I~6之間的任意整數(shù)。
[0008]其進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述質(zhì)量塊部件與底板部件之間設(shè)置有阻尼裝置，所述阻尼裝置安裝在質(zhì)量塊部件與底板部件之間的非球面部位，所述阻尼裝置或?yàn)檎硿黧w阻尼器、或?yàn)殡姕u流阻尼裝置、或?yàn)槟Σ磷枘嵫b置。
[0009]其更進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述質(zhì)量塊部件重量m的取值根據(jù)減振目標(biāo)結(jié)構(gòu)的模態(tài)質(zhì)量M大小而定，其關(guān)系式為:μ =m/M, μ取值為0.01~0.05 ;
所述凹球面和凸球面的球面半徑R的取值根據(jù)減振目標(biāo)結(jié)構(gòu)的振型模態(tài)頻率值而定，其關(guān)系式為:
【權(quán)利要求】
1.一種球面調(diào)諧質(zhì)量阻尼器減振控制裝置，其特征在于:所述減振控制裝置包括底板部件以及與其滑動配合的質(zhì)量塊部件，質(zhì)量塊部件的重量為m，所述底板部件的頂部帶有N個凹球面，所述質(zhì)量塊部件的底部帶有N個與凹球面滑動配合的凸球面，所述凹球面和凸球面的球面半徑R相同，所述凸球面與凹球面之間設(shè)置有滑動摩擦副#的取值為I~6之間的任意整數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種球面調(diào)諧質(zhì)量阻尼器減振控制裝置，其特征在于:所述質(zhì)量塊部件與底板部件之間設(shè)置有阻尼裝置，所述阻尼裝置安裝在質(zhì)量塊部件與底板部件之間的非球面部位，所述阻尼裝置或?yàn)檎硿黧w阻尼器、或?yàn)殡姕u流阻尼裝置、或?yàn)槟Σ磷枘嵫b置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種球面調(diào)諧質(zhì)量阻尼器減振控制裝置，其特征在于:所述質(zhì)量塊部件重量m的取值根據(jù)減振目標(biāo)結(jié)構(gòu)的模態(tài)質(zhì)量M大小而定，其關(guān)系式為:μ =m/M, μ 取值為(λ Ol ~(λ 05 ; 所述凹球面和凸球面的球面半徑R的取值根據(jù)減振目標(biāo)結(jié)構(gòu)的振型模態(tài)頻率值而定，其關(guān)系式為:
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種球面調(diào)諧質(zhì)量阻尼器減振控制裝置，其特征在于:所述滑動摩擦副由不銹鋼板與滾珠軸承組成，所述不銹鋼板與底板部件之凹球面壓實(shí)通過焊接連接，所述滾珠軸承或通過螺栓、或通過凹槽鑲接與質(zhì)量塊部件之凸球面連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種球面調(diào)諧質(zhì)量阻尼器減振控制裝置，其特征在于:所述的滑動摩擦副由不銹鋼板與聚四氟乙烯板組成，所述不銹鋼板與底板部件之凹球面壓實(shí)焊接連接，所述聚四氟乙烯板與質(zhì)量塊部件之凸球面壓實(shí)通過螺栓或鉚釘連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種球面調(diào)諧質(zhì)量阻尼器減振控制裝置，其特征在于:所述滑動摩擦副由不銹鋼板與三層復(fù)合板組成，所述不銹鋼板與底板部件之凹球面壓實(shí)焊接連接，所述三層復(fù)合板與質(zhì)量塊部件之凸球面壓實(shí)或通過螺栓或鉚釘或焊接相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種球面調(diào)諧質(zhì)量阻尼器減振控制裝置，其特征在于:所述滑動摩擦副由聚四氟乙烯板與三層復(fù)合板組成，所述聚四氟乙烯板與底板部件之凹球面壓實(shí)通過螺栓或鉚釘連接，所述三層復(fù)合板與質(zhì)量塊部件之凸球面壓實(shí)或通過螺栓或鉚釘或焊接相連接。
【文檔編號】E01D19/00GK104018594SQ201410167696
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月24日
【發(fā)明者】蒙華昌, 資道銘, 何家榮, 韋勝順, 楊超, 韋謀超, 楊仁猛, 熊高波 申請人:柳州東方工程橡膠制品有限公司