一种可调节电磁惯容式TMD装置的制作方法

专利2022-06-29  118


本发明涉及减震装置技术领域,具体涉及可调节电磁惯容式tmd装置。



背景技术:

地震或台风等激励作用将导致建筑、桥梁等结构产生破坏,进而造成人员伤亡和直接或间接的严重经济损失。可恢复性和可持续性设计是目前土木工程结构的涉及发展目标,主动和被动结构控制技术对结构在地震或台风等动态激励下的响应起着至关重要的作用。tmd广泛用于世界各地大跨桥梁和高层建筑中,tmd(调谐质量阻尼器),具有吸能作用,可以用在如高层建筑、桥梁等容易受外界自然力侵扰的人造物体上,惯容装置,也是具有吸能作用的装置,两者结合可以实现阻尼系数的调节。

现有技术结构复杂,做不到真正无接触调节惯容系数,导致结构耗材增多并增加成本,且无法精准地实现tmd中惯容系数的多级实时可调节,所以十分有必要研究新型的可调节电磁惯容式tmd装置。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供可调节电磁惯容式tmd装置,以解决上述背景技术中提出的问题,本发明结构简单,通过在励磁线圈磁场作用下,使得tmd中的惯件转动,从而引起tmd结构中惯质系数改变,通过调节电磁线圈通断,从而可实现tmd中惯容系数的多级实时可调节,进而达到多模态控制目标。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种可调节电磁惯容式tmd装置,包括用以支撑与耗能的承载单元、质量块、下层结构,所述质量块与所述下层结构之间径向连接有所述承载单元,还包括至少一个惯容调节单元,所述惯容调节单元位于所述质量块与所述下层结构之间;惯容调节单元包括设置于磁场环境的惯性件,所述惯性件随承载单元沿上下方向运动,所述惯性件受磁场环境的变化而产生转动。

本发明优选地技术方案在于,惯容调节单元包括惯性质量固定底座,所述惯性质量固定底座固定于所述质量块上,所述惯性件与所述惯性质量固定底座转动连接;所述惯性调节单元包括固定电磁底座,所述固定电磁底座固定于所述下层结构上。

本发明优选地技术方案在于,固定电磁底座正视图呈u形,所述固定电磁底座u形内侧表面设置有提供磁场环境的励磁线圈。

本发明优选地技术方案在于,承载单元包括弹性单元和阻尼单元,所述质量块与所述下层结构之间连接有所述弹性单元与所述阻尼单元,所述弹性单元与所述阻尼单元分别设在两侧边。

本发明优选地技术方案在于,包括至少一组励磁线圈组,所述惯性件上下运动过程中伸入励磁线圈组内。

本发明优选地技术方案在于,惯性件采用圆盘结构,对应每组励磁线圈组设置至少一个惯性件。

本发明优选地技术方案在于,惯性件材质为导电材质,本发明中惯性件为铜盘材质。

本发明的有益效果为:

本发明在励磁线圈磁场作用下,从而使得tmd中的惯性件转动,从而引起tmd结构中惯质系数改变,通过调节电磁线圈通断,从而可实现tmd中惯容系数的多级实时可调节,进而达到多模态控制目标。

附图说明

图1为本发明侧视结构图;

图2为本发明承载单元结构图;

图3为本发明惯容调节单元结构图;

图4为本发明正视结构图;

图中:

1、承载单元;2、质量块;3、下层结构;4、惯容调节单元;5、惯性件;6、惯性质量固定底座;7、固定电磁底座;8、励磁线圈;9、弹性单元;10、阻尼单元。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本实施例中提供的一种可调节电磁惯容式tmd装置,一种可调节电磁惯容式tmd装置,包括用以支撑与耗能的承载单元1、质量块2、下层结构3,质量块2与下层结构3之间径向连接有承载单元1,为了使本发明具有多级实时调节惯容系数的功能。进一步地,还包括至少一个惯容调节单元4,惯容调节单元4位于质量块2与下层结构3之间;惯容调节单元4包括设置于磁场环境的惯性件5,惯性件5随承载单元1沿上下方向运动,惯性件5受磁场环境的变化而产生转动,这样的结构,操作人员可以通过控制磁场环境的有无、大小,来实现惯容系数的调节,当惯性件5在无磁场环境中时,惯性件5可以当做附加质量单元存在,当惯性件5在磁场环境中时,惯性件5随承载单元1沿上下方向运动,惯性件5也在磁场中做上下方向运动,从而使惯性件5在磁场作用下产生涡流,为本发明提供惯质系数。

为了实现惯容系数可调节。进一步地,惯容调节单元4包括惯性质量固定底座6,惯性质量固定底座6固定于质量块2上,惯性件5与惯性质量固定底座6转动连接;惯性调节单元包括固定电磁底座7,固定电磁底座7固定于下层结构3上。

为了实现无接触调节惯容系数。进一步地,固定电磁底座7正视图呈u形,固定电磁底座7u形内侧表面设置有提供磁场环境的励磁线圈8,这样的结构,当惯性件5深入磁场环境中时,实现真正无接触调节惯容系数,本发明结构简单,不会导致结构耗材增多而增加成本。

为了实现惯容系数可调节。进一步地,承载单元1包括弹性单元9和阻尼单元10,质量块2与下层结构3之间连接有弹性单元9与阻尼单元10,弹性单元9与阻尼单元10分别设在两侧边。

为了实现惯容系数可调节。进一步地,包括至少一组励磁线圈8组,惯性件5上下运动过程中伸入励磁线圈8组内,这样的设计,操作人员可以通过控制励磁线圈8通断,来实现tmd中惯容系数的多级实时可调节,进而达到多模态控制目标。

为了实现惯容系数调节更加精准。进一步地,惯性件5采用圆盘结构,对应每组励磁线圈8组设置至少一个惯性件5,这样的圆盘结构设计的惯性件5,可以使惯性件5在励磁线圈8通电产生的磁场环境中具有优良的涡流,从而实现精准的调节惯容系数。

为了能产生涡流实现惯容系数可调节。进一步地,惯性件5材质为导电材质,本发明中惯性件5为铜盘材质。

本发明是通过优选实施例进行描述的,本领域技术人员知悉,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制,其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。


技术特征:

1.一种可调节电磁惯容式tmd装置,包括用以支撑与耗能的承载单元(1)、质量块(2)、下层结构(3),所述质量块(2)与所述下层结构(3)之间连接有所述承载单元(1),其特征在于:

还包括至少一个惯容调节单元(4),所述惯容调节单元(4)位于所述质量块(2)与所述下层结构(3)之间;

所述惯容调节单元(4)包括设置于磁场环境的惯性件(5),所述惯性件(5)随承载单元(1)沿上下方向运动,所述惯性件(5)受磁场环境的变化而产生转动。

2.根据权利要求1所述的可调节电磁惯容式tmd装置,其特征在于:

所述惯容调节单元(4)包括惯性质量固定底座(6),所述惯性质量固定底座(6)固定于所述质量块(2)上,所述惯性件(5)与所述惯性质量固定底座(6)转动连接;

所述惯性调节单元包括固定电磁底座(7),所述固定电磁底座(7)固定于所述下层结构(3)上。

3.根据权利要求2所述的可调节电磁惯容式tmd装置,其特征在于:

所述固定电磁底座(7)正视图呈u形,所述固定电磁底座(7)u形内侧表面设置有提供磁场环境的励磁线圈(8)。

4.根据权利要求1所述的可调节电磁惯容式tmd装置,其特征在于:

所述承载单元(1)包括弹性单元(9)和阻尼单元(10),所述质量块(2)与所述下层结构(3)之间连接有所述弹性单元(9)与所述阻尼单元(10),所述弹性单元(9)与所述阻尼单元(10)分别设在两侧边。

5.根据权利要求1所述的可调节电磁惯容式tmd装置,其特征在于:

包括至少一组励磁线圈(8)组,所述惯性件(5)上下运动过程中伸入励磁线圈(8)组内。

6.根据权利要求1所述的可调节电磁惯容式tmd装置,其特征在于:

所述惯性件(5)采用圆盘结构,对应每组励磁线圈(8)组设置至少一个惯性件(5)。

7.根据权利要求1所述的可调节电磁惯容式tmd装置,其特征在于:

所述惯性件(5)材质为导电材质,本发明中所述惯性件(5)为铜盘材质。

技术总结
本发明公开了一种可调节电磁惯容式TMD装置,包括包括质量块、下层结构、弹簧单元、阻尼单元,通过在励磁线圈磁场作用下,使得TMD中的惯性件转动,从而引起TMD结构中惯质系数改变,通过调节电磁线圈通断,从而可实现TMD中惯容系数的多级实时可调节,进而达到多模态控制目标。

技术研发人员:黄永虎;张红丽;吕梦圆;罗文俊;刘永胜;万云
受保护的技术使用者:华东交通大学
技术研发日:2020.02.21
技术公布日:2020.06.09

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