专利名称：降低管道振动的调谐质量阻尼器结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种调谐质量阻尼器结构，尤其是涉及一种降低管道振动的调谐质量 阻尼器结构。
背景技术：
对振动系统控制的研究已经成为当今工程机械研究领域的热点之一。根据是否需 要从外界吸收能量，振动系统的控制分为主动控制和被动控制。从理论上讲，主动控制要优 于被动控制，但是由于理论上和工程实际条件限制等原因，主动控制系统在结构中的安装 需要修改结构设计而难以实施。目前工程上应用最多、相对最成熟的还是被动控制系统。管道系统的振动控制亦是如此，管道振动主动控制方法在实际的实施中存在许多 困难，相比之下，振动被动控制更具有实施的可能性。一般被动控制中倾向于对管道加支撑 来增加阻尼和支撑刚度。但对于许多现成的振动的管道，无法处理支撑的基础问题，即许多 场合无法在管道现场直接增加支撑，或者即使增加支撑，费用也比较高。为了解决这个问 题，可采用调谐质量阻尼器来对管道进行减振。调谐质量阻尼器是一个由弹簧、阻尼器和质量块组成的振动系统，其理论研究已 经非常成熟。调谐质量阻尼器的一般悬挂在结构上，对结构进行振动控制的机理是当结构 在外激励作用下产生振动时，带动调谐质量阻尼器系统一起振动，调谐质量阻尼器系统产 生的惯性力反作用到结构上，调谐这个惯性力，使其对主结构的振动产生调谐作用，从而达 到减少结构振动反应的目的。由于调谐质量阻尼器多采用利用重力特性的悬挂结构，可用 于水平管道的垂直方向振动抑制，但是难于应用于既成管道的水平方向的振动和垂直管道 的垂直方向的振动抑制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种降低管道振动的调谐质量阻尼器结构，是一种简单 的、易于实现的、可靠性高的、能够很好降低现成的管道的振动的调谐质量阻尼器结构。为了达上述目的，本发明采用的技术方案是本发明包括整外环、整内环、多个弹簧和与弹簧数目相同的阻尼器；整外环为可剖分结 构，由两只相同且对称的半外环用两个螺钉合成整外环；由整内环也为可剖分结构，由两只 相同且对称的半内环用另外两个螺钉合成整外环；在整外环和整内环之间周向对称安装多 个弹簧和与弹簧数目相同的阻尼器，使外环的支撑刚度和阻尼在周向各向同性。所述的整内环的内径要小于被夹持减振管道的外径 与现有的降低现成管道振动的装置相比，本发明的优点在于1)采用了剖分结构，结构简单，可靠性高，易于实现；2)在降低现成管道的振动时，根据实际要求计算得到所需的弹簧的刚度和阻尼器的 阻尼，然后将制作好的调谐质量阻尼器固定在现场的管道上就可以得到需要的减振效果；3)适用范围广。对于现场需要减振的管系，可采用有限元进行系统优化计算后，在不同的振动点设置不同的调谐质量阻尼器即可。
图1是调谐质量阻尼器的剖分示意图。图2是将调谐质量阻尼器安装到管道后示意图。图3是示例管系。图4是无调谐质量阻尼器的管道的响应。图5是有调谐质量阻尼器的管道的响应。图中1、整外环，2、整内环，3、半外环，4、螺钉，5、半内环，6、螺钉，7、弹簧，8、阻尼器，9、管道，10、示例管系，11、调谐质量阻尼器。
具体实施例方式以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。如图1、图2所示，本发明包括整外环1、整内环2、多个弹簧7和与弹簧7数目相同 的阻尼器8 ；整外环1为可剖分结构，由两只相同且对称的半外环3用两个螺钉4合成整外 环1 ；由整内环2也为可剖分结构，由两只相同且对称的半内环5用另外两个螺钉6合成整 外环2 ；在整外环1和整内环2之间周向对称安装四个弹簧和四个阻尼器的组合件。整外 环1与整内环2通过多组弹簧7和阻尼器8组成完整的调谐质量阻尼器11。所述的整内环2的内径要小于被夹持减振管道9的外径。保证整内环2就能稳定 地固定在管道9上作为固定件。弹簧7的刚度值和阻尼器8的阻尼值可按照成熟的调谐质 量阻尼器理论计算得到。如图3所示的示例管系10为例，支撑点间管路净重3kg，调谐目标频率为16Hz，选 取弹簧刚度1514N/m。取调谐质量1/20，即0. Mkg，设计调谐频率为16Hz，阻尼为30N. s/m。 将设计好的调谐质量阻尼器11安装到示例管系10后就能起减振作用，如图4所示，为示例 管系10在无调谐质量阻尼器时的瞬态响应，而如图5所示，为有调谐质量阻尼器时示例管 系10的瞬态响应。非常明显，带有调谐质量阻尼器的图5中的示例管系10的瞬态响应对 振动的衰减比不带调谐质量阻尼器的管系快得多，调谐质量阻尼器具有很好的减振效果。
权利要求
1.一种降低管道振动的调谐质量阻尼器结构，其特征在于包括整外环、整内环、多个 弹簧和与弹簧数目相同的阻尼器；整外环为可剖分结构，由两只相同且对称的半外环用两 个螺钉合成整外环；由整内环也为可剖分结构，由两只相同且对称的半内环用另外两个螺 钉合成整外环；在整外环和整内环之间周向对称安装多个弹簧和与弹簧数目相同的阻尼 器，使外环的支撑刚度和阻尼在周向各向同性。
2.根据权利要求1所述的一种降低管道振动的调谐质量阻尼器结构，其特征在于所 述的整内环的内径要小于被夹持减振管道的外径。
全文摘要
本发明公开了一种降低管道振动的调谐质量阻尼器结构。整外环为可剖分结构，由两只相同且对称的半外环用两个螺钉合成整外环；由整内环也为可剖分结构，由两只相同且对称的半内环用另外两个螺钉合成整外环；在整外环和整内环之间周向对称安装多个弹簧和与弹簧数目相同的阻尼器，使外环的支撑刚度和阻尼在周向各向同性。整内环的内径要小于被夹持减振管道的外径。在降低现成管道的振动时，根据实际要求计算得到所需的弹簧的刚度和阻尼器的阻尼，然后将制作好的调谐质量阻尼器固定在现场的管道上就可以得到需要的减振效果。本发明采用了剖分结构，结构简单，可靠性高，易于实现。
文档编号F16L3/205GK102052518SQ201110031028
公开日2011年5月11日 申请日期2011年1月28日 优先权日2011年1月28日
发明者任意, 曾胜, 李宾, 程涛涛, 金涛 申请人:浙江大学