电涡流阻尼器参数分析及应用

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由于传统的油阻尼器具有易漏油、不易养护、不是线性粘滞阻尼和具有剪切附加刚度等缺点,研究了一种能够应用于土木工程领域的永磁式板式电涡流调谐质量阻尼器,这种电磁阻尼具有非接触、线性粘滞、耐久性好和安装方便等优点,是一种可以用于土木工程领域的结构减振的良好阻尼器。张家界人行悬索桥使用了永磁式板式电涡流调谐质量阻尼器来抑制它的二阶和三阶人致横向振动(频率分别为1.00Hz和1.39Hz)。为了设计永磁式板式电涡流调谐质量阻尼器,本文从理论、仿真和试验三个方面对这种阻尼器的特性进行了研究,并推导了此调谐质量阻尼器的刚度单元满足频率要求时参数设计的理论公式,最后研究了一套用于设计永磁式板式电涡流调谐质量阻尼器的完整方法。论文的主要研究内容与取得的成果如下:(1)基于匀强磁场和无限板长假定推导了电涡流阻尼系数计算的理论公式,并且综合考虑磁场强度的实际不均匀性和有限板长对阻尼系数计算的影响,由此提出了磁场强度修正系数用于综合考虑磁场强度的实际不均匀性和有限板长对阻尼系数计算的影响。(2)推导了实际情况下磁感应强度分布的理论公式,并仿真模拟了磁感应线的分布,为之后的研究打下了基础。(3)对永磁式板式电涡流调谐质量阻尼器进行了仿真研究,探讨了它在有无固定铁板、不同导磁板尺寸、不同导体板尺寸与材料、不同铜磁间隙、不同速度和永磁体间距等因素影响下的变化规律。(4)对永磁式板式电涡流调谐质量阻尼器在仿真结果和实际情况中的可调因素进行了试验研究,拟合了各工况下电涡流阻尼沿铜磁间隙的函数,并讨论了修正系数的取值范围,可用于阻尼器的初步设计。(5)研究了张家界人行悬索桥所用阻尼器的设计方法,推导了该阻尼器刚度单元为梯形悬臂梁时的参数设计理论公式并编写了计算程序,然后拟定了一套完整的阻尼器设计方案,可用于类似的悬臂式调谐质量阻尼器的设计。
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