一种多重调谐质量阻尼器的制作方法

本申请涉及结构振动控制领域，特别涉及一种多重调谐质量阻尼器。

背景技术：

调谐质量阻尼器属于结构振动控制领域。调谐质量阻尼器(tmd-tunedmassdamper)应用在结构振动控制的方法最先来源于1909年frahm对动力吸振器的研究，frahm的观点是采用一个质量块的振动来抵消或者控制另一个质量块的运动，tmd系统的工作原理就是在这一观点的基础上发展起来的。传统调谐质量阻尼器由质量块、弹簧、阻尼装置组成，目前调谐质量阻尼器已成功应用于控制工程结构的振动，如风振、地震及其他形式的振动。

对于传统的调谐质量阻尼器，控制方向主要是弹簧的伸缩方向，调频需要通过调整弹簧刚度或质量块质量来调试阻尼器的控制频率，此时会对阻尼器的尺寸(弹簧伸长量和质量块大小)造成一定的影响，由于其存在频率单一、控制方向单一且频率调试麻烦的缺点，在结构工程减振领域使用具有一定的局限性。多重调谐质量阻尼器虽然在一定程度上改善了控制频率单一的缺点，但控制方向单一且频率调试麻烦的问题还是没有解决。

技术实现要素：

本申请实施例提供一种多重调谐质量阻尼器，以解决相关技术中控制方向单一的问题。

本申请实施例提供了一种多重调谐质量阻尼器，其包括：

阻尼箱，所述阻尼箱内装有阻尼液；

绳索，所述绳索的两端分别设在所述阻尼箱的两侧壁上，所述绳索具有设定张拉力；

若干质量块，其组设于所述绳索上，且沿所述绳索长度方向依次间隔分布；以及，

当所述绳索处于水平状态时，所述质量块至少部分浸入所述阻尼液中；

当所述绳索处于竖直状态时，所有的所述质量块中，位于最下方的所述质量块至少部分浸入所述阻尼液中。

一些实施例中，所述绳索贯穿所述质量块并与所述质量块固定连接；或，

所述质量块浇筑在是绳索上；或，

所述绳索包括多个索节段，所述质量块两端分别连接两个索节段。

一些实施例中，所述质量块采用圆柱形、方形、u形或音叉形。

一些实施例中，所述质量块的材质采用铁、铅块或锌铝合金。

一些实施例中，所述绳索至少其中一端通过夹具可拆卸地连接在所述阻尼箱侧壁上，所述夹具用于当所述绳索的张拉力调整到设定张拉力时，将所述绳索固定于所述阻尼箱侧壁上。

一些实施例中，各所述质量块均匀分布在所述绳索上。

一些实施例中，所述阻尼器的k阶控制频率fk计算公式如下：

其中，l为所述绳索的长度，f为所述绳索的设定张拉力，m为所述绳索每延米质量。

一些实施例中，所述阻尼液采用水或硅油。

一些实施例中，所述绳索采用钢绞线或钢丝绳。

一些实施例中，所述绳索为桥梁结构的体外预应力筋。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请实施例提供了一种多重调谐质量阻尼器，由质量块提供质量参数，由绳索和设定张拉力提供刚度，由绳索和阻尼液提供阻尼参数。本申请提供的阻尼器结构简单，可以多个方向进行布置，比如竖直、横向或斜向等，质量块分布在绳索上，可以像绳子一样，上下左右前后均可发生振动，可以控制垂直绳索平面内的360度方向的振动，具有很好的耗能效果，对工程结构可起到很好的保护作用。该阻尼器特别是对索结构、吊杆结构等细长构件减振效果明显。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的多重调谐质量阻尼器示意图；

图2为本申请实施例提供的多重调谐质量阻尼器竖直安装在吊索上的示意图；

图3为本申请实施例提供的多重调谐质量阻尼器的绳索采用主桥的体外预应力筋时的安装示意图。

图中：1、阻尼箱；2、阻尼液；3、绳索；4、质量块；5、吊索；6、主桥。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种多重调谐质量阻尼器，其能解决相关技术中控制方向单一的问题。

参见图1所示，本申请实施例提供了一种多重调谐质量阻尼器，其包括阻尼箱1、绳索3和若干质量块4；阻尼箱1内装有阻尼液2；绳索3的两端分别设在阻尼箱1的两侧壁上，绳索3具有设定张拉力；若干质量块4组设于绳索3上，且沿绳索3长度方向依次间隔分布；以及，

当绳索3处于水平状态时，质量块4至少部分浸入阻尼液2中；

当绳索3处于竖直状态时，所有的质量块4中，位于最下方的质量块4至少部分浸入阻尼液2中。

本申请提供的阻尼器，由质量块4提供质量参数，由绳索3和设定张拉力提供刚度，由绳索3和阻尼液2提供阻尼参数。本申请提供的阻尼器结构简单，可以多个方向进行布置，比如竖直、横向或斜向等，质量块4分布在绳索3上，可以像绳子一样，上下左右前后均可发生振动，可以控制垂直绳索3平面内的360度方向的振动，具有很好的耗能效果，对工程结构可起到很好的保护作用。该阻尼器特别是对索结构、吊杆结构等细长构件减振效果明显。

参见图2所示，阻尼器设置在吊索5上，对吊索5进行减振。

绳索3与质量块4的连接方式有多种，比如，在一些优选的实施例中，绳索3贯穿质量块4并与质量块4固定连接；或者，质量块4直接浇筑在是绳索3上；或者，绳索3包括多个索节段，质量块4两端分别连接两个索节段，使得索节段与质量块4交错连接。

在一些优选的实施例中，质量块4可以采用圆柱形、方形、u形或音叉形，对于其他形状，也可以根据实际需要选取。

在一些优选的实施例中，质量块4的材质可以采用铁、铅块或锌铝合金，对于其他材质，也可以根据实际需要选取。

在一些优选的实施例中，绳索3至少其中一端通过夹具可拆卸地连接在阻尼箱1侧壁上，夹具用于当绳索3的张拉力调整到设定张拉力时，将绳索3固定于阻尼箱1侧壁上。通过夹具进行可拆卸地连接，从而便于调整绳索3的设定张拉力，最终调整阻尼器的控制频率，控制频率丰富可调，且调试操作简单方便。

在一些优选的实施例中，参见图1所示，各质量块4均匀分布在绳索3上。

阻尼器的控制频率可以通过控制质量块4的位置和数量、绳索3的直径和设定张拉力等进行调整，在一些优选的实施例中，阻尼器的k阶控制频率fk计算公式如下：

其中，l为绳索3的长度，f为绳索3的设定张拉力，m为绳索3每延米质量。

在一些优选的实施例中，阻尼液2可以采用水或硅油。

在一些优选的实施例中，绳索3可以采用钢绞线或钢丝绳，钢绞线可以采用增加刚度、改善阻尼、疲劳性能和耐久性的19股镀锌钢绞线。

本申请提供的阻尼器还适用于桥梁结构预应力钢绞线配套使用，体外预应力筋是指预应力筋布置在结构构件截面之外的预应力技术，属于无粘结预应力的一种，能提高结构承载能力，提高刚度，降低挠度。该技术被认为是现存结构加固和重建最有利的技术之一。目前，它已广泛应用于建筑工程结构、桥梁结构的新建、加固和维护之中。把质量块4附加在体外预应力筋上，将其变为一个多重调谐质量阻尼器，可有效控制风荷载及车辆荷载引起的桥梁主梁的振动。

基于此，参见图3所示，在一些优选的实施例中，绳索3为主桥6的体外预应力筋。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。