新型水平双摆式电涡流调谐质量阻尼器的研究

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在科技日新月异的新时代,人们都争先恐后涌入大都市。为了提高建筑用土地的利用率,城市高层超高层建筑(包含电视塔、观光塔、摩天大楼等)星罗棋布,新的建筑高度时隔几年就被刷新。由于高层建筑更多的采用高强轻质的材料,建筑结构的整体刚度和阻尼正在不断的下降,建筑结构的基础频率不断降低。在大风的激励下很容易出现由共振引发的摆动或者晃动,这会导致驻足在建筑中人员舒适度降低;更严重是危害高层建筑的结构安全。也有很多大跨度桥梁、人行天桥以及悬挑结构(例如大型展馆)等在车辆或者行人的激励下产生共振,这些振动同样会影响人员的舒适度、甚至诱发人员的恐慌感。鉴于以上情况必须对结构采取减振措施。传统的减振弥补措施是加强结构的刚度,不但难以实现而且还会增加建设成本,还有可能有碍建筑结构的美观。在这个追求美观与颜值的时代,传统的减振方法慢慢被淘汰了。无数的工程实践证明调谐质量阻尼器在解决上述振动中取得良好的减振效果。电涡流调谐质量阻尼器具有无机械摩擦、不需要润滑、不需要维护等优点,是一种有着广阔的应用前景的阻尼器。本文创新性的提出新的结构模式,并且把新型的电涡流阻尼器设计、试制出来。对新型的电涡流阻尼器进行相关的理论研究,模型设计以及实验验证。本课题主要做了如下工作:追溯了调谐质量阻尼器的研究与发展历程,分析了调谐质量阻尼器的工作原理。推导涡流阻尼力计算公式,进一步深入的研究了影响电涡流阻尼力的几个重要因素:研究了铜磁间隙变化对磁场强度和阻尼力的影响;研究了导体板厚度变化对磁场强度和阻尼力的影响;研究了垫板厚度变化对磁场强度和阻尼力的影响。介绍了新设计的电涡流阻尼器,对其部件和结构功能进行介绍,对关键的零部件进行静力分析。采用的实验验证的方式,检验铜磁间隙变化对阻尼比的影响。构建一个简易的模型,分析其一阶振动频率,调整新型阻尼器与模型的固有频率,用自由衰减的方式来验证新型阻尼器的减振效果。用有限元软件对新型阻尼的减振效果进行仿真分析。
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