本發(fā)明涉及一種用于抑制結(jié)構(gòu)振動作用下的響應(yīng)的阻尼器，具體涉及一種適用任意安裝位置的可調(diào)、可組合使用的斜拉索電渦流阻尼器，屬于橋索振動控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

斜拉橋結(jié)構(gòu)是大跨度橋梁的首選橋型之一，斜拉索作為斜拉橋的主要受力構(gòu)件，具有長細(xì)比大、初始阻尼小的特點(diǎn)，在地震、風(fēng)、風(fēng)雨及交通荷載等荷載激勵下，極容易發(fā)生大幅度振動。拉索的振動會給使用者造成心理上的恐慌，引起斜拉索錨頭位置的疲勞損傷，破壞拉索的防腐系統(tǒng)，嚴(yán)重時會造成拉索的疲勞斷裂。

為了對斜拉索的振動進(jìn)行控制，目前多采用固定在斜拉索錨固端的阻尼器，這種方式由于安裝位置固定，其振動控制范圍相對較??；也有采用輔助索法來避免風(fēng)雨激振的發(fā)生，但索剛度的提高并沒有減少激勵的荷載．同時考慮到輔助索在節(jié)點(diǎn)處易疲勞破壞，需不定期地更換，斜拉橋的美觀也受到影響，在實(shí)際應(yīng)用中相對較少。

可見，阻尼器安裝位置固定，使用頻率固定，阻尼器的耐久性差是已成為制約斜拉索振動控制的瓶頸，設(shè)計(jì)一種全新的阻尼器就成為亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種它可根據(jù)需要安裝在斜拉索的任意位置，可通過調(diào)節(jié)磁鐵組合方式以適應(yīng)不同使用頻率要求的斜拉索電渦流阻尼器。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種適用任意安裝位置的可調(diào)、可組合使用的斜拉索電渦流阻尼器，是在斜拉索固定扣件上固定連接外殼，在外殼內(nèi)安裝有電渦流耗能模塊、緩沖彈簧及軸承結(jié)構(gòu)，所述電渦流耗能模塊包括陣列式永磁結(jié)構(gòu)和銅結(jié)構(gòu)；所述緩沖彈簧安裝于陣列式永磁結(jié)構(gòu)的兩端，所述軸承結(jié)構(gòu)包含與外殼相連的直線導(dǎo)桿以及與永磁結(jié)構(gòu)相連的定向軸承。外結(jié)構(gòu)振動時，永磁結(jié)構(gòu)沿著直線導(dǎo)桿運(yùn)動，銅結(jié)構(gòu)與之發(fā)生相對運(yùn)動，切割磁感線而產(chǎn)生電渦流以達(dá)到耗能減振的效果。

具體地，所述永磁結(jié)構(gòu)上具有陣列分布的磁鐵，陣列方式為橫向形成圓形閉合環(huán)，縱向相鄰磁鐵磁場方向相反。每層磁鐵結(jié)構(gòu)的磁極布置方式上下一一對應(yīng)，每一層形成n-s極的閉環(huán)，而每相鄰層的n-s極方向相反。

具體地，永磁結(jié)構(gòu)的磁鐵具有2列~6列，每列磁鐵有1個~3個。永磁體布置層數(shù)可以根據(jù)斜拉索所需控制的頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，

具體地，所述銅結(jié)構(gòu)是帶有銅板的銅筒，所述銅板在銅筒內(nèi)壁上呈輻向分布。

具體地，所述外殼為圓柱形筒，直線導(dǎo)桿安裝在圓柱形筒的心軸上，定向軸承帶有矩形鍵槽，與直線導(dǎo)桿配合使用，可防止其在運(yùn)動過程中旋轉(zhuǎn)，與銅板產(chǎn)生摩擦。永磁結(jié)構(gòu)在直線導(dǎo)桿上來回滑動，使作為有效質(zhì)量的磁鐵能夠與銅結(jié)構(gòu)發(fā)生相對運(yùn)動。圓柱形筒的上頂面可拆卸，便于安裝和維修，兩個部分通過螺絲相連；所述的外殼上下底面中心有開孔，螺絲穿過此孔固定直線導(dǎo)桿，保證連接的精度。

具體地，所述緩沖彈簧包含彈簧、固定螺絲和環(huán)形金屬片，彈簧兩側(cè)固定，通過螺絲固定與彈簧焊接的環(huán)形金屬片可方便拆卸和維修，此外彈簧保證了永磁結(jié)構(gòu)自然狀態(tài)下的平衡位置。

具體地，所述斜拉索固定扣件包含2個半圓構(gòu)件，兩構(gòu)件的端部具有用于組裝連接的螺栓孔，所述外殼垂直固定于1個半圓構(gòu)件上。

有益效果：本阻尼器結(jié)構(gòu)簡單，所有部分均為組裝而成，有利于規(guī)?；a(chǎn)；可根據(jù)需要適應(yīng)不同安裝位置，給安裝和維修提供了方便；可根據(jù)需要調(diào)節(jié)阻尼效果，此阻尼器永磁體數(shù)量并非一層不變，可根據(jù)需要布置，阻尼效果大致隨著永磁鐵的數(shù)量線性變化，使用前景非常好。

除以上所述的本發(fā)明解決的技術(shù)問題、構(gòu)成技術(shù)方案的技術(shù)特征以及由這些技術(shù)方案的技術(shù)特征所帶來的優(yōu)點(diǎn)外。為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明所能解決的其他技術(shù)問題、技術(shù)方案中包含的其他技術(shù)特征以及這些技術(shù)特征帶來的優(yōu)點(diǎn)做更為清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計(jì)。因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在其基礎(chǔ)上未經(jīng)創(chuàng)造性勞動所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中永磁結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖3為圖1中軸承結(jié)構(gòu)與直線導(dǎo)桿示意圖圖；

圖4為圖1中彈簧與軸承結(jié)構(gòu)連接圖；

圖5為磁鐵布置的俯視圖；

圖6為磁鐵布置的側(cè)視圖；

圖7為磁鐵支座圖；

圖8為固定扣件示意圖；

圖9為圖1的部分剖視圖；

圖中：11外殼頂板，12銅結(jié)構(gòu)，13外殼筒；

21永磁體，22永磁結(jié)構(gòu)固定支座，23定向軸承，211固定永磁體的螺絲；221固定的螺絲留孔；

31直線導(dǎo)桿，311直線導(dǎo)桿固定螺絲留孔；

41平頭彈簧，42固定彈簧的環(huán)形金屬片，421環(huán)形金屬片的螺絲留孔；

51鑄鋼半圓構(gòu)件，52固定螺栓，53固定螺母。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例：

本實(shí)施例的適用任意安裝位置的可調(diào)、可組合使用的斜拉索電渦流阻尼器包括電渦流耗能模塊，外殼，緩沖彈簧、軸承結(jié)構(gòu)及固定構(gòu)件組成；電渦流耗能模塊包含永磁結(jié)構(gòu)和銅板2片~6片，銅板均勻固結(jié)在銅筒內(nèi)側(cè)，銅筒通過螺絲固結(jié)在外殼上下底面；緩沖彈簧包含彈簧2個和環(huán)形金屬片2個，彈簧通過環(huán)形金屬片及螺絲與外殼相連，通過焊接與軸承結(jié)構(gòu)相連；軸承結(jié)構(gòu)包含導(dǎo)桿1個及定向軸承1個；永磁結(jié)構(gòu)包含長方體鋼塊和永磁體，永磁體根據(jù)需要布置2列~6列，每列可根據(jù)需要布置1塊~5塊磁鐵；定向軸承外側(cè)有與磁鐵布置方式相同的鋼塊支座焊接；導(dǎo)桿穿過定向軸承并被通過螺絲與外殼上下底板固結(jié)；永磁體通過螺絲與鋼塊支座相連。示例圖中給出的是3層，實(shí)際阻尼器中可以布置更少或者更多層磁體結(jié)構(gòu)，從而實(shí)阻尼器固有頻率的調(diào)節(jié)。其中永磁體可以為矩形或者扇形，其平面?zhèn)€數(shù)可根據(jù)需要調(diào)節(jié)，示例圖中給出的是4個磁鐵，實(shí)際阻尼器中可以通過磁鐵布置角度和磁鐵本身形狀的變化布置更少或者更多磁體結(jié)構(gòu)，從而實(shí)阻尼器阻尼力的調(diào)節(jié)。

組裝步驟如下：

1.首先利用螺絲211將永磁體21與磁鐵支座22相連，如圖2，組成永磁體結(jié)構(gòu)；如圖7中221為磁鐵支座的螺絲留孔，用于連接磁鐵；磁鐵支座22通過焊接與定向軸承23固結(jié)；

2.將定向軸承23上下分別與平頭彈簧41焊接，并將平頭彈簧41另外兩側(cè)分別與環(huán)形金屬片42焊接；如圖4中421為環(huán)形金屬片的螺絲留孔；

3.將銅結(jié)構(gòu)12通過螺絲分別與外殼筒13上下底面相連；

4.將直線導(dǎo)桿31通過螺絲與外殼筒13下底面相連；將定向軸承23及永磁體結(jié)構(gòu)穿入直線導(dǎo)桿中，并通過螺絲將下部環(huán)形金屬片421固定在外殼底面；

5.裝上外殼頂板。將外殼筒13與鑄鋼半圓構(gòu)件51焊接，并通過固定螺栓52與固定螺母53將阻尼器固定在斜拉索上。

減震耗能過程如下：

1.電渦流阻尼器安裝在斜拉索上面，外殼振動方向與斜拉索振動方向一致；

2.起初結(jié)構(gòu)靜止，永磁體結(jié)構(gòu)在彈簧的作用下，位于阻尼器中間位置，隨著結(jié)構(gòu)的振動，外殼開始振動，然后電渦流阻尼器內(nèi)外發(fā)生相對運(yùn)動，此時，固定在外殼上的銅結(jié)構(gòu)做切割磁感線運(yùn)動，產(chǎn)生電渦流，消耗振動的能量；

3.在外部結(jié)構(gòu)振動過程中，阻尼器內(nèi)部永磁結(jié)構(gòu)由于電磁力，反作用于銅結(jié)構(gòu)，約束其運(yùn)動，從而一定程度上達(dá)到限制振動結(jié)構(gòu)振動，在此過程中可減小其振幅和振動時間，將振動產(chǎn)生的動能以熱能形式散發(fā)出去；

在本發(fā)明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“設(shè)置”、“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，或者是該發(fā)明產(chǎn)品使用時慣常擺放的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化，在本發(fā)明的原理和技術(shù)思想的范圍內(nèi)，對這些實(shí)施方式進(jìn)行多種變化、修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。