[发明专利]一种温控智能调谐惯质减振装置

说明书

本发明公开了一种温控智能调谐惯质减振装置，该装置由两部分组成，分别是工作腔控温部分和减振器主体部分。所述工作腔控温部分包括温度监控部分和温度调节部分。所述的减振器主体部分包括SMA弹簧和与其相连的惯质阻尼器组成，所述的惯质阻尼器通过齿条与SMA弹簧连接，齿条与驱动齿轮连接，所述的驱动齿轮与随动飞轮接触，所述的随动飞轮与圆筒连接，所述的圆筒在装满粘滞液体的箱体中。本发明可通过将轴向运动转化为旋转运动的方式提高阻尼器的惯性力，在确保减振效果的前提下，减小了阻尼器的质量。还可通过改变温度来实时的调整SMA弹簧的阻尼和刚度，使得阻尼器在较宽的频域内有较稳定的工作性能，从而达到良好的减振效果。

技术领域

本发明属于土木工程的振动控制领域，具体涉及一种温控智能调谐惯质减振装置，主要应用于控制高层建筑和高耸结构的振动响应。

背景技术

现代高层建筑和高耸结构随着社会的发展与进步变得越来越常见。高耸结构水平刚度较小，对风荷载和地震作用敏感，易产生较大的动力响应，为避免结构发生破坏甚至倒塌，高耸结构的安全稳定性问题受到了学者们的重视，与此同时，结构振动控制技术也逐渐发展起来。

质量调谐减振装置(Tuned Mass Damper，简称“TMD”)是通过调节减振装置的频率与主结构相近，改变结构的共振特性，从而达到减小结构振动的目的。对于TMD而言，随着质量比的增大结构的减振率逐渐增大，质量比在2％附近时减振效果良好。但对于输电塔或其他高耸结构而言，结构本身质量较大，若取质量比为2％，则减振装置的质量过大，会造成结构的初始变形，影响结构的性能。为了克服减振装置质量过大这一弊端，有学者提出，采用调谐惯质阻尼器代替 TMD，通过较小的质量块实现较好的减振效果。调谐惯质阻尼器的原理是将装置的实际质量放大，利用惯性力和调谐效应来实现减振的新型阻尼器装置。

调谐惯质阻尼器在实际工程应用中，减振效果的优劣程度依赖其自振频率与主体结构是否相调谐，且不能根据具体的外部激励情况和结构响应实时调整自身的动力特性，因而不能保证最佳的减振效果。

发明内容

本发明目的是提供一种温控智能调谐惯质减振装置，旨在减小高层结构在风荷载及地震作用下的振动响应，达到耗能减振的目的。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种温控智能调谐惯质减振装置，该装置由两部分组成，分别是工作腔控温部分和减振器主体部分；所述工作腔控温部分包括温度监控部分和温度调节部分，其中温度监控部分由温度显示器和与其相连的且设置在减振器主体部分内腔的温度传感器组成，所述的温度调节部分由温度调节器和与其相连的且与设置在减振器主体部分内腔的加热器和微型制冷器组成；温度监控部分将采集的温度发送给温度调节器，温度调节器的内置开关选择连通加热器或微型制冷器工作；

所述的减振器主体部分包括一个平动齿条，所述平动齿条一端固定在一个可水平移动的移动侧板上，另一端与驱动齿轮啮合，所述的驱动齿轮与随动飞轮啮合；随动飞轮的背面设有一个与其同轴设置的连接杆连接，连接杆随着所述的随动飞轮一起转动，所述连接杆另一端与圆筒固定连接，所述圆筒设置在盛满粘滞液体的箱体内。

进一步的，所述的移动侧板通过SMA弹簧与一个固定侧板I连接，所述的 SMA弹簧水平设置多根，所述的移动侧板、固定侧板I竖直平行设置，所述的移动侧板、固定侧板I和上顶板、下底板、前固定侧板、后固定侧板相连共同构成一个密闭箱体。

进一步的，所述的SMA弹簧的刚度和阻尼会随温度的变化而发生改变，从而可以实现智能控制阻尼器的频率。

进一步的，所述的上顶板、下底板、前固定侧板、后固定侧板的内壁上设有导轨，所述的移动侧板可沿着所述的导轨移动。

进一步的，所述的惯质阻尼器可以通过齿条的水平运动带动驱动齿轮旋转，从而使随动飞轮旋转运动。