，另一端通過(guò)第二彈簧擋板8分別與左側(cè)前板導(dǎo)向 孔、左側(cè)后板導(dǎo)向孔的鎖緊螺栓9連接；右側(cè)彈簧7的一端通過(guò)第一彈簧擋板6與擺桿導(dǎo)向 孔內(nèi)的鎖緊螺栓9連接，另一端通過(guò)第二彈簧擋板8分別與右側(cè)前板導(dǎo)向孔、右側(cè)后板導(dǎo)向 孔的鎖緊螺栓9連接。
[0036] 本實(shí)施例中，所有擺桿導(dǎo)向孔、前板導(dǎo)向孔和后板導(dǎo)向孔均為條形孔；彈簧7優(yōu)選 為圓柱螺旋壓縮彈簧。使用時(shí)，通過(guò)調(diào)整鎖緊螺栓9在對(duì)應(yīng)導(dǎo)向孔內(nèi)的位置，使得彈簧7能 相對(duì)擺桿10上下滑動(dòng)，進(jìn)而使得彈簧7與轉(zhuǎn)軸3之間的相對(duì)距離得到改變，最終實(shí)現(xiàn)阻尼 器系統(tǒng)頻率的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，使得頻率調(diào)節(jié)范圍大，可適應(yīng)中高自振頻率。
[0037] 參見(jiàn)圖1和圖3所示，前板與渦流板15、后板與渦流板15均通過(guò)用于調(diào)節(jié)渦流板 15與永磁鐵13之間的距離的調(diào)節(jié)組合件固定。本實(shí)施例中，調(diào)節(jié)組合件為內(nèi)六角螺釘11 和螺母16,且可調(diào)節(jié)范圍為0. 5~2. 0mm。由于永磁鐵13表面的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨距離的增大 而減小，因此，通過(guò)內(nèi)六角螺釘11和螺母16來(lái)調(diào)整渦流板15與永磁鐵13之間的距離，就 可以改變電渦流的強(qiáng)弱，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)阻尼力的調(diào)節(jié)。
[0038] 參見(jiàn)圖4所示，本阻尼器還包括外殼17,阻尼器主體封裝于外殼17內(nèi)，該外殼17 扣設(shè)有可拆卸式外殼蓋板18,該外殼17與阻尼器主體的支架1頂部通過(guò)螺栓固定連接，且 外殼17的頂部設(shè)置有用于與主結(jié)構(gòu)連接的連接耳板19。該外殼17的設(shè)計(jì)一方面能隔離外 界的水汽，使外殼17內(nèi)部的器件不易受到侵蝕，從而保證了阻尼器的使用壽命；另一方面， 外殼17的內(nèi)壁能對(duì)質(zhì)量塊12的擺動(dòng)起到安全限位的作用，進(jìn)而保證了阻尼器的使用安全。 本實(shí)施例中，外殼17采用不銹鋼制成。
[0039] 與此同時(shí)，為了保證阻尼器在最不利地工況下（即質(zhì)量塊12擺幅達(dá)到最大時(shí)），能 緩沖質(zhì)量塊12與外殼17內(nèi)壁之間的碰撞，維持阻尼器的安全運(yùn)行，參見(jiàn)圖1所示，在質(zhì)量 塊12位于擺動(dòng)方向上的兩側(cè)面均設(shè)置有緩沖橡膠墊14。
[0040] 本實(shí)施例中，質(zhì)量塊12的縱截面為倒梯形，使得質(zhì)量塊12在擺動(dòng)后與外殼17的 碰撞為平面碰撞，增大了受力面積，減小了沖擊力，從而提高安全性；質(zhì)量塊12設(shè)有永磁鐵 13的兩個(gè)側(cè)面開(kāi)有多個(gè)用于固定永磁鐵13的凹槽，每個(gè)凹槽內(nèi)嵌有一個(gè)永磁鐵13,且質(zhì)量 塊12采用導(dǎo)磁性能好的軟鐵制成，可以增加吸附在質(zhì)量塊12上的永磁鐵13表面磁通密 度。另外，永磁鐵13選用大小相同的矩形汝鐵硼永磁鐵，按照擺動(dòng)方向上磁極交替變化的 規(guī)則設(shè)置，使得在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向上，渦流板15處于交替變化的磁場(chǎng)中。與單一磁場(chǎng)方向 的方案比較而言，渦流板15在方向交錯(cuò)的磁場(chǎng)中會(huì)產(chǎn)生更大的電渦流，繼而輸出更大的阻 尼力，具備較好的阻尼性能。
[0041] 本實(shí)用新型的擺式電渦流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器在使用時(shí)，先通過(guò)外殼17上的連接耳 板19與主結(jié)構(gòu)相連，當(dāng)主結(jié)構(gòu)發(fā)生振動(dòng)時(shí)，質(zhì)量塊12以轉(zhuǎn)軸3為中心往復(fù)擺動(dòng)，帶動(dòng)質(zhì)量 塊12的永磁鐵13 -起運(yùn)動(dòng)，從而在固定的渦流板15上產(chǎn)生阻礙質(zhì)量塊12擺動(dòng)的電渦流， 形成阻尼器耗能所需的阻尼，從而達(dá)到減小結(jié)構(gòu)振動(dòng)的目的。
[0042] 一種利用本阻尼器實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)減振的方法，包括以下步驟：
[0043] S1 :測(cè)試主結(jié)構(gòu)的振動(dòng)頻率，設(shè)計(jì)擺式電渦流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器最優(yōu)的質(zhì)量比、阻尼 比和頻率比，轉(zhuǎn)到S2。
[0044] S2 :根據(jù)設(shè)計(jì)的質(zhì)量比選擇合適的質(zhì)量塊12 ;根據(jù)設(shè)計(jì)的阻尼比調(diào)整渦流板15與 永磁鐵13的間距；計(jì)算擺式電渦流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的系統(tǒng)頻率f，轉(zhuǎn)到S3。
[0045] 實(shí)際操作時(shí)，S2中計(jì)算擺式電渦流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的系統(tǒng)頻率f，具體包括以下 步驟：如圖5所示，將質(zhì)量塊12簡(jiǎn)化為一質(zhì)點(diǎn)，設(shè)該質(zhì)點(diǎn)到轉(zhuǎn)軸3的距離為h，彈簧7中心 位置到轉(zhuǎn)軸3的距離為12，每個(gè)彈簧7剛度為k，則由動(dòng)量矩定理得出：
[0047] 其中，J為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，Θ為擺桿1〇的擺角，m為質(zhì)量塊12的質(zhì)量，g為重力加速 度；
[0048] 由于擺角Θ很小（Θ < 5° )，則sin Θ~Θ，將轉(zhuǎn)動(dòng)慣量丨=帶入上式得：
[0050] 設(shè)角速度
則計(jì)算出的阻尼器系統(tǒng)頻率f為：
[0052] S3 :將計(jì)算得到的阻尼器的系統(tǒng)頻率f與主結(jié)構(gòu)的振動(dòng)頻率進(jìn)行比較，通過(guò)鎖緊 螺栓9調(diào)整彈簧7與轉(zhuǎn)軸3之間的相對(duì)距離，以此來(lái)改變阻尼器的系統(tǒng)頻率f，直至阻尼器 的系統(tǒng)頻率f與主結(jié)構(gòu)的振動(dòng)頻率之間達(dá)到設(shè)計(jì)的頻率比；將調(diào)整好的擺式電渦流調(diào)諧質(zhì) 量阻尼器與主結(jié)構(gòu)相連接。
[0053] 本實(shí)用新型中，通過(guò)電渦流耗能產(chǎn)生阻尼力，非接觸式耗能提高了阻尼器的穩(wěn)定 性和耐久性；彈簧7和擺桿10組合提供系統(tǒng)剛度，使系統(tǒng)的剛度和阻尼完全分離；擺動(dòng)的 轉(zhuǎn)軸3與軸承4配合使用，降低了機(jī)械摩擦，使阻尼器的結(jié)構(gòu)摩擦阻尼小于1 %，后期通過(guò)改 變渦流板15與永磁鐵13的間距以及彈簧7在剛性桿（即擺桿10)的位置，使得阻尼器的 阻尼比和頻率都可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。
[0054] 本實(shí)用新型不局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人在本實(shí)用新型的啟示下都可得出 其他各種形式的產(chǎn)品，但不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，凡是具有與本實(shí)用新型相同 或相近似的技術(shù)方案，均在其保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)減振的擺式電渦流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，包括阻尼器主體，阻尼器主體包 括長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)的支架（1)，支架（1)包括前板、后板、頂板和底板，其特征在于：所述頂板的 底部固定有兩個(gè)與前板、后板平行的軸承（4)，兩個(gè)軸承（4)的內(nèi)圈通過(guò)一水平設(shè)置的轉(zhuǎn)軸 ⑶連接；轉(zhuǎn)軸⑶的下方豎直設(shè)置有擺桿（10)，擺桿（10)的頂部與轉(zhuǎn)軸⑶連接，底部焊 接有質(zhì)量塊（12)，質(zhì)量塊（12)朝向前板、后板的兩側(cè)面均嵌有多個(gè)永磁鐵（13)，所述前板、 后板與質(zhì)量塊（12)對(duì)應(yīng)之處均設(shè)置有渦流板（15); 所述擺桿（10)的左、右兩側(cè)均設(shè)置有彈簧（7)，擺桿（10)的中部開(kāi)有1個(gè)擺桿導(dǎo)向孔， 前板的板壁上開(kāi)有左右2個(gè)前板導(dǎo)向孔，后板與前板導(dǎo)向孔對(duì)應(yīng)之處開(kāi)有左右2個(gè)后板導(dǎo) 向孔；所述擺桿導(dǎo)向孔、前板導(dǎo)向孔和后板導(dǎo)向孔內(nèi)均設(shè)置有鎖緊螺栓（9)，每根彈簧（7) 的兩端分別設(shè)置有第一彈簧擋板（6)和第二彈簧擋板（8);左側(cè)彈簧（7)的一端通過(guò)第一 彈簧擋板（6)與擺桿導(dǎo)向孔內(nèi)的鎖緊螺栓（9)連接，另一端通過(guò)第二彈簧擋板（8)分別與 左側(cè)前板導(dǎo)向孔、左側(cè)后板導(dǎo)向孔的鎖緊螺栓（9)連接；右側(cè)彈簧（7)的一端通過(guò)第一彈簧 擋板（6)與擺桿導(dǎo)向孔內(nèi)的鎖緊螺栓（9)連接，另一端通過(guò)第二彈簧擋板（8)分別與右側(cè) 前板導(dǎo)向孔、右側(cè)后板導(dǎo)向孔的鎖緊螺栓（9)連接。2. 如權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)減振的擺式電渦流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，其特征在于：所 述前板與渦流板（15)、所述后板與渦流板（15)均通過(guò)用于調(diào)節(jié)渦流板（15)與永磁鐵（13) 之間的距離的調(diào)節(jié)組合件固定。3. 如權(quán)利要求2所述的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)減振的擺式電渦流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，其特征在于：所 述調(diào)節(jié)組合件為內(nèi)六角螺釘（11)和螺母（16)。4. 如權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)減振的擺式電渦流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，其特征在于：該 阻尼器還包括外殼（17)，所述阻尼器主體封裝于外殼（17)內(nèi)，該外殼（17)扣設(shè)有可拆卸式 外殼蓋板（18)，所述外殼（17)與阻尼器主體的支架（1)頂部固定連接。5. 如權(quán)利要求4所述的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)減振的擺式電渦流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，其特征在于：所 述質(zhì)量塊（12)位于擺動(dòng)方向上的兩側(cè)面均設(shè)置有緩沖橡膠墊（14)。6. 如權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)減振的擺式電渦流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，其特征在于：所 述質(zhì)量塊（12)設(shè)有永磁鐵（13)的兩個(gè)側(cè)面，開(kāi)有多個(gè)用于固定永磁鐵（13)的凹槽，每個(gè) 凹槽內(nèi)嵌有一個(gè)永磁鐵（13)，且永磁鐵（13)按照擺動(dòng)方向上磁極交替變化的規(guī)則設(shè)置。7. 如權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)減振的擺式電渦流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，其特征在于：所 述擺桿導(dǎo)向孔、前板導(dǎo)向孔和后板導(dǎo)向孔均為條形孔。8. 如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)減振的擺式電渦流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，其 特征在于：所述質(zhì)量塊（12)的縱截面為倒梯形。9. 如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)減振的擺式電渦流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，其 特征在于：所述質(zhì)量塊（12)采用軟鐵制成。10. 如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)減振的擺式電渦流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，其 特征在于：所述永磁鐵（13)選用大小相同的矩形汝鐵硼永磁鐵；所述渦流板（15)選用銅 板或鋁板。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)減振的擺式電渦流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，涉及結(jié)構(gòu)減振技術(shù)領(lǐng)域。該阻尼器主體的頂板底部固定有兩個(gè)軸承，兩個(gè)軸承的內(nèi)圈通過(guò)一水平設(shè)置的轉(zhuǎn)軸連接；轉(zhuǎn)軸的下方豎直設(shè)置有擺桿，擺桿的頂部與轉(zhuǎn)軸連接，底部焊接有質(zhì)量塊，質(zhì)量塊朝向前板、后板的兩側(cè)面均嵌有多個(gè)永磁鐵，前板、后板與質(zhì)量塊對(duì)應(yīng)之處均設(shè)置有渦流板；擺桿的左、右兩側(cè)均設(shè)置有可沿?cái)[桿上下移動(dòng)的彈簧，通過(guò)調(diào)整彈簧與轉(zhuǎn)軸的間距，使得阻尼器的頻率可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。本實(shí)用新型的阻尼器不但質(zhì)量塊運(yùn)動(dòng)狀態(tài)穩(wěn)定、耗能方式可靠，而且頻率調(diào)節(jié)范圍大，可適應(yīng)中高自振頻率。
【IPC分類】G06F17/50, E04B1/98
【公開(kāi)號(hào)】CN205050139
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520729064
【發(fā)明人】李東超, 汪正興, 李榮慶, 方華兵, 呂江, 盛能軍, 柴小鵬, 朱世峰, 桂貴, 尹琪
【申請(qǐng)人】中鐵大橋科學(xué)研究院有限公司, 中鐵大橋局集團(tuán)有限公司
【公開(kāi)日】2016年2月24日
【申請(qǐng)日】2015年9月18日